Untersuchungen zur Hochtemperaturwechselbeständigkeit schmelzgegossener feuerfester Steine

Die Anforderungen an die feuerfesten Baustoffe in der Eisen- und Stahl industrie sowie in der Glasindustrie sind in den letzten Jahren stark angestiegen. Es wurden Steine mit spezifischer Mikrostruktur fur besondere Anwen dungsgebiete entwickelt. lu diesen Produkten zahlen zum Beispiel die schmelzgegossenen Erzeugnisse. Einsatzgebiete in der Stahlindustrie sind Herdzustellungen von StoBofen, Schmiedeofen, Tiefofen und Tundishes in StrangguBanlagen. In der Glas industrie losten die schmelzgegossenen feuerfesten Baustoffe die Alumo silikat-Steine ab, bei denen die Glasschmelze uber die offenen Poren leicht in den Stein eindringen konnte. lunachst wurden nur stark bean spruchte Stellen, wie z. B. der DurchlaB, mit schmelzgegossenem Material zugestellt. Heute verwendet man schmelzgegossene Blocke in der gesamten Glasschmelzwanne, was zu Standzeiten bis zu 10 Jahren fuhrt. Neuere Einsatzgebiete sind die Regenerativkammern von Glasschmelzwan nen, die neben dem chemischen Angriff Temperaturwechseln ausgesetzt sind. Unter der Temperaturwechselbestandigkeit versteht man die Fahigkeit eines Werkstoffes, schroffe Temperaturwechsel ohne lerstorung zu er tragen. Durch die unterschiedlichen Temperaturen im Steininneren und der Oberflache infolge eines Temperaturwechsels, entstehen Spannungen, die bei Uberschreiten der Festigkeitsgrenze das Steingefuge zerstoren. Es kommt zu RiBbildungen und Abplatzungen. liel dieser Arbeit war es, das Verhalten von schmelzgegossenen feuer festen Erzeugnissen bei wechselnden hohen Temperaturen als Funktion der Temperaturhohe zu bestimmen. - 2 - 1.1 Herstellung sChmelzgegossener Steine Die Herstellung von schmelzgegossenen Steinen geht auf ein Patent von P.S. Fulcher aus dem Jahre 1925 zurUck. Er versuchte damals mit Hilfe eines Elektroofens schmelzgegossene Alumosilikat-Blocke herzustellen.

Klappentext

Die Anforderungen an die feuerfesten Baustoffe in der Eisen- und Stahl­ industrie sowie in der Glasindustrie sind in den letzten Jahren stark angestiegen. Es wurden Steine mit spezifischer Mikrostruktur fur besondere Anwen­ dungsgebiete entwickelt. lu diesen Produkten zahlen zum Beispiel die schmelzgegossenen Erzeugnisse. Einsatzgebiete in der Stahlindustrie sind Herdzustellungen von StoBofen, Schmiedeofen, Tiefofen und Tundishes in StrangguBanlagen. In der Glas­ industrie losten die schmelzgegossenen feuerfesten Baustoffe die Alumo­ silikat-Steine ab, bei denen die Glasschmelze uber die offenen Poren leicht in den Stein eindringen konnte. lunachst wurden nur stark bean­ spruchte Stellen, wie z. B. der DurchlaB, mit schmelzgegossenem Material zugestellt. Heute verwendet man schmelzgegossene Blocke in der gesamten Glasschmelzwanne, was zu Standzeiten bis zu 10 Jahren fuhrt. Neuere Einsatzgebiete sind die Regenerativkammern von Glasschmelzwan­ nen, die neben dem chemischen Angriff Temperaturwechseln ausgesetzt sind. Unter der Temperaturwechselbestandigkeit versteht man die Fahigkeit eines Werkstoffes, schroffe Temperaturwechsel ohne lerstorung zu er­ tragen. Durch die unterschiedlichen Temperaturen im Steininneren und der Oberflache infolge eines Temperaturwechsels, entstehen Spannungen, die bei Uberschreiten der Festigkeitsgrenze das Steingefuge zerstoren. Es kommt zu RiBbildungen und Abplatzungen. liel dieser Arbeit war es, das Verhalten von schmelzgegossenen feuer­ festen Erzeugnissen bei wechselnden hohen Temperaturen als Funktion der Temperaturhohe zu bestimmen. - 2 - 1.1 Herstellung sChmelzgegossener Steine Die Herstellung von schmelzgegossenen Steinen geht auf ein Patent von P.S. Fulcher aus dem Jahre 1925 zurUck. Er versuchte damals mit Hilfe eines Elektroofens schmelzgegossene Alumosilikat-Blocke herzustellen.

Inhalt

1. Einleitung und Problemstellung.- 1.1 Herstellung von schmelzgegossenen Steinen.- 2. Temperaturwechselbständigkeit.- 2.1 Prüfverfahren.- 3. Experimentelle Untersuchungen.- 3.1.1 Auswahl des Materials, Probenbezeichnung und Einteilung.- 3.1.2 Chemische Analyse.- 3.1.3 Mineralogische Analyse.- 3.1.4 Technologische Eigenschaften.- 3.2.1 Der HTWB-Ofen.- 3.2.2 Die Temperaturwechsel.- 3.2.3 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung.- 4. Untersuchung der Proben.- 4.1 Untersuchung der Proben im Anlieferungszustand.- 4.2 Untersuchung der Proben nach x-Temperaturwechseln bei unterschiedlichem ?T.- 4.3 Diskussion der Versuchsergebnisse.- 5. Zusammenfassung.- 6. Literaturverzeichnis.- 7. Anhang: Abbildungen.