Herkunft und charakteristische Zusammensetzung
Herkunft
Allgemein
Bei Schmelz- und Verbrennungsprozessen treten hohe Temperaturen auf, die mit einer starken Wärmebelastung der Ofenkonstruktion verbunden sind. Darüber hinaus sind die Wände der Öfen und Brennkammern, je nach Prozess, auch chemischen Belastungen ausgesetzt, z. B. durch aggressive Chemikalien, Schlacken, Schmelzen, Stäube oder Gase. Mechanischer Verschleiß kann ebenfalls auftreten, z. B. beim Befüllen der Anlage mit Feststoffen. Zum Schutz der meist metallischen Konstruktionen wird der Ofen oder die Brennkammer mit feuerfesten Materialien ausgekleidet oder ausgemauert (Zustellung).
Bei den feuerfesten Materialien handelt es sich um anorganische, nicht metallische Materialien, die bei hohen Dauertemperaturen von über 800 °C den korrosiven und erodierenden Bedingungen des jeweiligen industriellen Prozesses standhalten. Die Grundstoffe der feuerfesten Produkte sind im Wesentlichen Kohlenstoff, Siliciumcarbid sowie keramische und mineralische Materialien, meist Silicate oder Oxide von Aluminium, Silicium, Magnesium, Zirkonium und Chrom. Je nach Anforderung werden feuerfeste Materialien mit sauren, basischen oder neutralen Eigenschaften genutzt, die sich nach verschiedenen Systematiken einteilen lassen, z. B. als Werkstoffe mit vorwiegend
Zu beachten ist, dass in der Praxis den Ofenausbrüchen oft andere Abfälle, z. B. Krätzen und Gießereischutt, zugemischt werden. Außerdem können Ofenausbrüche, die vor 1994 eingebaut wurden, Asbest enthalten.
161101* und 161102 Auskleidungen und feuerfeste Materialien auf Kohlenstoffbasis aus metallurgischen Prozessen
Abfälle dieser Art fallen insbesondere bei der Herstellung von Primäraluminium mittels Schmelzflusselektrolyse an. Das Elektrolysebad ist mit einer keramischen Schicht ausgekleidet, auf der sich wannenförmig die aus Kohlenstoff bestehende Kathode befindet, an der das Aluminium entsteht. Die Anode besteht ebenfalls aus Kohlenstoff. Bei der Wartung und Instandhaltung der Anlage entstehen Ofenausbrüche, die vor allem aus Kathodengraphit und Anteilen des feuerfesten Materials bestehen. Ofenausbrüche aus der Primäraluminiumerzeugung weisen prozessbedingt vergleichsweise hohe Fluoridgehalte auf und sind daher in der Regel dem gefährlichen Abfallschlüssel 161101* zuzuordnen.
Beim Schmelzen von sonstigen Nichteisenmetallen werden zum Teil Tiegel als Schmelz- und Transportgefäße eingesetzt, die mit Graphit oder Siliciumcarbid ausgekleidet sind. Die graphithaltigen Ausbrüche fallen ebenfalls unter den Abfallschlüssel 161101* bzw. 161102.
Der Hochofen zur Roheisenherstellung ist innen vollständig mit feuerfesten Materialien ausgekleidet, die sich jedoch abhängig von der Ofenzone und den jeweils dort geltenden Anforderungen unterscheiden. Im Einfüllbereich am oberen Schachtende ist die Temperatur relativ niedrig und die mechanische Beanspruchung groß. Hier werden Ofenauskleidungen z. B. aus Schamotte mit einem Korundanteil von ca. 30-40% eingesetzt. Im Bereich der Winddüsen und der Rast herrschen mit ca. 2000° C die höchsten Temperaturen im Hochofen, so dass hier die Auskleidung z. B. aus Kohlenstoffsteinen besteht. Ofenausbruch, der aus diesen Kohlenstoffsteinen besteht, wird in der Regel dem nicht gefährlichen Abfallschlüssel 161102 zugewiesen.
161103* und 161104 andere Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus metallurgischen Prozessen
Die Schmelzöfen und Warmhalteeinrichtungen bei eisen- und nichteisenmetallurgischen Verfahren sind im Allgemeinen mit feuerfestem Material ausgekleidet, z. B. der Hochofen zur Roheisenherstellung (siehe oben), der Konverter zur Stahlherstellung, der Kupolofen zur Gusseisenherstellung, der Drehrohrofen zur Sekundäraluminiumherstellung oder der Tiegelofen sowie andere Öfen und Tiegel aus den verschiedenen Metallgießereien. Je nach Anforderung werden saure, basische oder neutrale Auskleidungen eingesetzt.
Der Ofenausbruch besteht aus dem Auskleidungsmaterial und ggf. anhaftenden Schlacken, Krätzen oder Metallen und Metalloxiden. Gegebenenfalls ist der Ausbruch mit Stoffen verunreinigt, die durch das Rohmaterial, z. B. in der Sekundärmetallurgie, eingetragen werden. Im Allgemein weisen diese Ofenausbrüche keine gefährlichen Eigenschaften auf, was im Einzelfall überprüft werden muss, insbesondere wenn Nichteisenmetalle, z. B. Blei und Nickel, verarbeitet werden.
161105* und 161106 Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus nichtmetallurgischen Prozessen
Diese Abfälle entstehen im Wesentlichen in thermischen Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, in der Chemie, in Kokereien, bei der Herstellung von Baustoffen (Zement, Branntkalk und Gips) sowie bei der Herstellung von Glas- und Keramikerzeugnissen. Der Ofenausbruch stammt z. B. aus den dort eingesetzten Öfen und Brennräumen oder aus der Isolierung von Aggregaten zur Trocknung von Hilfs- und Einsatzstoffen.
Ofenausbrüche aus thermischen Kraftwerken sind in der Regel nicht gefährliche Abfälle. Ansonsten sind die Ofenausbrüche im Einzelfall zu betrachten und können sowohl der gefährlichen als auch der nicht gefährlichen Abfallart zugeordnet werden. Art und Gehalte an gefährlichen Anhaftungen sind im Wesentlichen bestimmt durch folgende Faktoren:
Bei Schmelz- und Verbrennungsprozessen treten hohe Temperaturen auf, die mit einer starken Wärmebelastung der Ofenkonstruktion verbunden sind. Darüber hinaus sind die Wände der Öfen und Brennkammern, je nach Prozess, auch chemischen Belastungen ausgesetzt, z. B. durch aggressive Chemikalien, Schlacken, Schmelzen, Stäube oder Gase. Mechanischer Verschleiß kann ebenfalls auftreten, z. B. beim Befüllen der Anlage mit Feststoffen. Zum Schutz der meist metallischen Konstruktionen wird der Ofen oder die Brennkammer mit feuerfesten Materialien ausgekleidet oder ausgemauert (Zustellung).
Bei den feuerfesten Materialien handelt es sich um anorganische, nicht metallische Materialien, die bei hohen Dauertemperaturen von über 800 °C den korrosiven und erodierenden Bedingungen des jeweiligen industriellen Prozesses standhalten. Die Grundstoffe der feuerfesten Produkte sind im Wesentlichen Kohlenstoff, Siliciumcarbid sowie keramische und mineralische Materialien, meist Silicate oder Oxide von Aluminium, Silicium, Magnesium, Zirkonium und Chrom. Je nach Anforderung werden feuerfeste Materialien mit sauren, basischen oder neutralen Eigenschaften genutzt, die sich nach verschiedenen Systematiken einteilen lassen, z. B. als Werkstoffe mit vorwiegend
- oxidischer Grundmasse
- silicatischer Grundmasse
- nicht oxidischem Material
- neutral: Graphit, Siliciumcarbid
- Roheisen- und Stahlerzeugung
- Nichteisenmetallerzeugung, insbesondere der Massenmetalle Aluminium, Blei, Kupfer und Zink
- Eisen- und Nichteisen-Metallgießereien
- Baustoffherstellung (Zement, Branntkalk, Gips)
- Glas- und Keramikherstellung
- Chemie, Petrochemie
- Kokereien
- Energiegewinnung
- Thermische Abfallentsorgung
Zu beachten ist, dass in der Praxis den Ofenausbrüchen oft andere Abfälle, z. B. Krätzen und Gießereischutt, zugemischt werden. Außerdem können Ofenausbrüche, die vor 1994 eingebaut wurden, Asbest enthalten.
161101* und 161102 Auskleidungen und feuerfeste Materialien auf Kohlenstoffbasis aus metallurgischen Prozessen
Abfälle dieser Art fallen insbesondere bei der Herstellung von Primäraluminium mittels Schmelzflusselektrolyse an. Das Elektrolysebad ist mit einer keramischen Schicht ausgekleidet, auf der sich wannenförmig die aus Kohlenstoff bestehende Kathode befindet, an der das Aluminium entsteht. Die Anode besteht ebenfalls aus Kohlenstoff. Bei der Wartung und Instandhaltung der Anlage entstehen Ofenausbrüche, die vor allem aus Kathodengraphit und Anteilen des feuerfesten Materials bestehen. Ofenausbrüche aus der Primäraluminiumerzeugung weisen prozessbedingt vergleichsweise hohe Fluoridgehalte auf und sind daher in der Regel dem gefährlichen Abfallschlüssel 161101* zuzuordnen.
Beim Schmelzen von sonstigen Nichteisenmetallen werden zum Teil Tiegel als Schmelz- und Transportgefäße eingesetzt, die mit Graphit oder Siliciumcarbid ausgekleidet sind. Die graphithaltigen Ausbrüche fallen ebenfalls unter den Abfallschlüssel 161101* bzw. 161102.
Der Hochofen zur Roheisenherstellung ist innen vollständig mit feuerfesten Materialien ausgekleidet, die sich jedoch abhängig von der Ofenzone und den jeweils dort geltenden Anforderungen unterscheiden. Im Einfüllbereich am oberen Schachtende ist die Temperatur relativ niedrig und die mechanische Beanspruchung groß. Hier werden Ofenauskleidungen z. B. aus Schamotte mit einem Korundanteil von ca. 30-40% eingesetzt. Im Bereich der Winddüsen und der Rast herrschen mit ca. 2000° C die höchsten Temperaturen im Hochofen, so dass hier die Auskleidung z. B. aus Kohlenstoffsteinen besteht. Ofenausbruch, der aus diesen Kohlenstoffsteinen besteht, wird in der Regel dem nicht gefährlichen Abfallschlüssel 161102 zugewiesen.
161103* und 161104 andere Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus metallurgischen Prozessen
Die Schmelzöfen und Warmhalteeinrichtungen bei eisen- und nichteisenmetallurgischen Verfahren sind im Allgemeinen mit feuerfestem Material ausgekleidet, z. B. der Hochofen zur Roheisenherstellung (siehe oben), der Konverter zur Stahlherstellung, der Kupolofen zur Gusseisenherstellung, der Drehrohrofen zur Sekundäraluminiumherstellung oder der Tiegelofen sowie andere Öfen und Tiegel aus den verschiedenen Metallgießereien. Je nach Anforderung werden saure, basische oder neutrale Auskleidungen eingesetzt.
Der Ofenausbruch besteht aus dem Auskleidungsmaterial und ggf. anhaftenden Schlacken, Krätzen oder Metallen und Metalloxiden. Gegebenenfalls ist der Ausbruch mit Stoffen verunreinigt, die durch das Rohmaterial, z. B. in der Sekundärmetallurgie, eingetragen werden. Im Allgemein weisen diese Ofenausbrüche keine gefährlichen Eigenschaften auf, was im Einzelfall überprüft werden muss, insbesondere wenn Nichteisenmetalle, z. B. Blei und Nickel, verarbeitet werden.
161105* und 161106 Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus nichtmetallurgischen Prozessen
Diese Abfälle entstehen im Wesentlichen in thermischen Kraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, in der Chemie, in Kokereien, bei der Herstellung von Baustoffen (Zement, Branntkalk und Gips) sowie bei der Herstellung von Glas- und Keramikerzeugnissen. Der Ofenausbruch stammt z. B. aus den dort eingesetzten Öfen und Brennräumen oder aus der Isolierung von Aggregaten zur Trocknung von Hilfs- und Einsatzstoffen.
Ofenausbrüche aus thermischen Kraftwerken sind in der Regel nicht gefährliche Abfälle. Ansonsten sind die Ofenausbrüche im Einzelfall zu betrachten und können sowohl der gefährlichen als auch der nicht gefährlichen Abfallart zugeordnet werden. Art und Gehalte an gefährlichen Anhaftungen sind im Wesentlichen bestimmt durch folgende Faktoren:
- Verfahrenstechnik
- thermisch behandelte Materialien, z. B. Abfall
- mit dem Rohmaterial eingetragene Verunreinigungen, z. B. Glasur- und Pigmentrückstände
Charakteristische Zusammensetzung
Inhaltsstoffe | Gehalte / Konzentrationen | Erläuterungen |
---|---|---|
161101* Auskleidungen und feuerfeste Materialien auf Kohlenstoffbasis aus metallurgischen Prozessen, die gefährliche Stoffe enthalten 161102 Auskleidungen und feuerfeste Materialien auf Kohlenstoffbasis aus metallurgischen Prozessen mit Ausnahme derjenigen, die unter 161101 fallen | ||
kohlenstoffhaltiges Grundmaterial, Graphit | bis zu 98 % | |
andere Feuerfestmaterialien, z. B. Siliciumcarbid-Steine, Schamotte-Steine | in schwankenden Anteilen, je nach Herkunft und Möglichkeit zur Abtrennung | |
sonstige Bestandteile, z. B. Metalle, Schlacken, Krätzen | Anhaftungen aus dem jeweiligen technischen Prozess, deren Anteil im individuellen Abfall stark schwanken kann | |
161103* andere Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus metallurgischen Prozessen, die gefährliche Stoffe enthalten 161104 Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus metallurgischen Prozessen mit Ausnahme derjenigen, die unter 161103 fallen | ||
mineralisches, keramisches Feuerfestmaterial | ||
tonerdereiche Produkte: Aluminiumoxid (Al2O3) |
> 45% | |
Schamotte: Aluminiumoxid (Al2O3) | 30 - 45% | |
saure Schamotte:
|
10 - 30 % bzw. bis zu 85% | |
Tondinas: Siliciumoxid (SiO2) | 85 - 93% | |
Silica: Siliciumoxid (SiO2) | > 93% | |
Magnesit: Magnesiumoxid (MgO) | > 80% | |
Chromit:
|
mehr als 25% bzw. bis zu 25% | |
Magnesit-Chromit: Magnesiumoxid (MgO) | 55 - 80% | |
Chromit-Magnesit: Magnesiumoxid (MgO) | 25 - 55% | |
Forsterit: MgO * SiO2 | ||
Dolomit: CaO, MgO | ||
Spinelle, z. B. MgO * Al2O3 | ||
Zirkon ZrSiO4 | ||
Zirkonoxid ZrO2 | ||
Carbide, z. B. SiC, B4C | ||
Nitride, z. B. Si3N4 oder Boride, z. B. TiB2 |
||
prozessbedingte Bestandteile | ||
z. B. Metalle, Schlacken, Krätzen, Stäube | Anhaftungen aus dem jeweiligen technischen Prozess, deren Anteil im individuellen Abfall stark schwanken kann | |
161105* Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus nichtmetallurgischen Prozessen, die gefährliche Stoffe enthalten161106 Auskleidungen und feuerfeste Materialien aus nichtmetallurgischen Prozessen mit Ausnahme derjenigen, die unter 161105 fallen | ||
mineralisches, keramisches Feuerfestmaterial | ||
siehe oben | ||
prozessbedingte Bestandteile | ||
z. B. Schlacken, Stäube, andere Rückstände aus dem thermisch behandelten Material | Anhaftungen aus dem jeweiligen technischen Prozess, deren Anteil im individuellen Abfall stark schwanken kann |
- EU - Europäische Union
- DE - Bundesrepublik Deutschland
- Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnis-Verordnung - AVV)
- Hinweise zur Anwendung der Abfallverzeichnis-Verordnung, BMU, 2001 (nur noch als Erkenntnisquelle angezeigt, da inhaltlich nicht mehr aktuell)
- Fuchs W. E., Energie- und Umwelttechnik im Anlagenbau - Feuerfestbau, Wärme- und Schallschutz, Vulkan-Verlag, Essen, 2002
- Römpp, Chemie Lexikon, Georg Thieme Verlag, Stuttgart
- BW - Baden-Württemberg
- BE - Berlin