Ελκεμέ, Ελληνικό Κέντρο Ερεύνης Μετάλλων Α.Ε.: Ανάπτυξη συμπαραγωγής πετροβάμβακα και χαμηλοκραματικού σιδηρονικελίου με τροφοδοσία Aluflux
To ερευνητικό έργο «Ανάπτυξη συμπαραγωγής πετροβάμβακα ειδικών προδιαγραφών και χαμηλοκραματικού σιδηρονικελίου με τροφοδοσία εξαφρισμάτων αλουμινίου Aluflux» ολοκληρώθηκε επιτυχώς. Το έργο αυτό, με ακρωνύμιο Rock.FeNiAl, διεξήχθη από το Ελκεμέ, Ελληνικό Κέντρο Ερευνης Μετάλλων Α.Ε. και τη Fibran A.E., Ελληνική εταιρία παραγωγής πετροβάμβακα στις Σέρρες και συγχρηματοδοτήθηκε από το Πρόγραμμα Ανάπτυξης Βιομηχανικής Έρευνας και Τεχνολογίας (ΠΑΒΕΤ) 2013, ΕΣΠΑ 2007-2013 (Αριθμός έργου 914-BET-2013) με φορείς τους: Ελκεμέ Α.Ε. (Συντονιστής) και Fibran A.E. Επιπλέον, το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Ορυκτολογίας, Τομέας Ορυκτών Πρώτων Υλών, Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών και τα Ευρωπαϊκά Ερευνητικά Ινστιτούτα Fraunhofer – Gesellschaft ITEM (Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin) και Ricardo-AEA GBP συμμετείχαν ως υπεργολάβοι για την εκπόνηση υψηλής ποιότητας εξειδικευμένων δοκιμών που απαιτήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας.
Ο πετροβάμβακας είναι ένα από τα πλέον χρησιμοποιούμενα θερμομονωτικά υλικά. Για την παραγωγή του, μείγμα πετρωμάτων, όπως βασάλτης, αμφιβολίτης, ασβεστόλιθος, δολομίτης και βωξίτης, τήκεται σε κατάλληλη κάμινο και στη συνεχεία μέσω φυγοκέντρισης του τήγματος προκύπτουν οι ίνες του πετροβάμβακα. Η συγκόλληση των ινών μεταξύ τους επιτυγχάνεται, με την προσθήκη συγκολλητικής ρητίνης, λαδιού και ειδικών πυριτικών ενώσεων και την θέρμανσή τους σε φούρνο πολυμερισμού. Στο τελικό στάδιο, ο πετροβάμβακας μορφοποιείται μέσω συμπίεσης και κοπής σε πλάκες και ρολά. Το χρώμα των τελικών προϊόντων εξαρτάται κυρίως από το ποσοστό οξειδίων του σιδήρου (FeOx) στο μείγμα των Α’ υλών.
Το Aluflux είναι υποπροϊόν της δευτερογενούς παραγωγής προϊόντων κραμάτων αλουμινίου της Ελβάλ. Τα κύρια χαρακτηριστικά του είναι: φορέας αλούμινας (Al2O3), αλουμινοθερμικό αναγωγικό (Almet, ΑlN) και ενεργειακό μέσο. Η σύνθεση αυτή του Aluflux το καθιστά εν δυνάμει κατάλληλο για χρήση στην παραγωγή πετροβάμβακα, προς μερική υποκατάσταση του βωξίτη. Επιπλέον, η αλουμινοθερμική αναγωγή των περιεχόμενων στις Α’ ύλες, NiO και FeOx κατά την τήξη, αναμένεται να οδηγήσει στην παραγωγή ανοιχτόχρωμων ινών πετροβάμβακα, με συμπαραγωγή χαμηλοκραματικού σιδηρονικελίου.
Το Ελκεμέ, σε συνεργασία με τη Fibran, ανέπτυξε το θεωρητικό μοντέλο της διεργασίας, το οποίο περιλαμβάνει πλήρως παραμετροποιημένο ισοζύγιο μάζας, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοδυναμική των ετερογενών μεταλλουργικών αντιδράσεων, καθώς και υπολογισμό των σημαντικότερων φυσικοχημικών ιδιοτήτων τη σκωρίας (βασικότητα, ιξώδες, πυκνότητα, επιφανειακή τάση και ηλεκτρική αγωγιμότητα). Το θεωρητικό μοντέλο της διεργασίας χρησιμοποιήθηκε για το σχεδιασμό των βιομηχανικών δοκιμών, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν επιτυχώς στην ηλεκτρική κάμινο τόξου της Fibran στις Σέρρες, με αποτέλεσμα την παραγωγή 100t πετροβάμβακα με χρήση Aluflux στο μείγμα των Α΄ υλών.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, τα ανοιχτόχρωμα προϊόντα πετροβάμβακα των βιομηχανικών δοκιμών εμφάνισαν υψηλά επίπεδα μηχανικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων, ικανοποιώντας παράλληλα τις απαιτήσεις βιοπαραμονής (Καν. 1272/2008 Note Q, τ. Ευρωπαϊκή Οδηγία 67/548/EEC). Η παραγωγή χαμηλοκραματικού σιδηρονικελίου στον πυθμένα της ηλεκτρικής καμίνου τόξου, που επιτεύχθηκε κατά τις βιομηχανικές δοκιμές, επαλήθευσε τις θεωρητικές εκτιμήσεις. Επιπλέον, προσδιορίστηκαν οι απαιτήσεις υποδομών και οι βασικές τεχνικές τροποποιήσεις, που αποτελούν αναγκαία προϋπόθεση για τη βιομηχανική εφαρμογή της μελετώμενης διεργασίας.
Συνολικά, η βιομηχανική υιοθέτηση της καινοτόμου αυτής διεργασίας, επιτρέπει την υλοποίηση της αρχής της κυκλικής οικονομίας, εξασφαλίζοντας τη χρήση δευτερογενών πόρων (Aluflux) σε έτερο βιομηχανικό κλάδο/αλυσίδα αξίας, για την παραγωγή υψηλής προστιθέμενης αξίας ανταγωνιστικών προϊόντων (πετροβάμβακα και χαμηλοκραματικού σιδηρονικελίου) με σημαντικά περιβαλλοντικά και οικονομικά πλεονεκτήματα, όχι μόνο για τους εμπλεκόμενους φορείς, αλλά και για την εθνική οικονομία.
Οκτώβριος, 2015
