Technisches Fazit
Die wichtigsten Erkenntnisse
Stimmen Sie Reinheit, Dispergierbarkeit und Dosierung von Mikrosilika auf Stoßzone, Hauptrinne, Schlackenlinie und Abzweige ab.
Definieren Sie zuerst Leistungsziel und Einsatzbedingungen, dann die Prüfmerkmale.
Validieren Sie Dosierung, Dispersion und Verträglichkeit mit den realen Ausgangsstoffen.
Vergleichen Sie Chargenkonstanz, Prüfzeugnisse, Verpackung und Lieferfähigkeit.
I. Für verschiedene Bereiche des Hochofenrinnensystems darf nicht dieselbe Materialauslegungslogik angewendet werden
Das Gießkanalsystem eines Hochofens umfasst in der Regel den Auffangbereich der Gießöffnung, den Aufprallbereich des Hauptkanals, den mittleren und hinteren Abschnitt des Hauptkanals, den Schlackeabscheider, die Nebenkanäle. den Schlackenkasten sowie die schwenkbare Gießdüse oder den Kippkanal. Obwohl sich alle diese Bereiche in einer Umgebung mit hoch erhitztem Roheisen oder Schlacke befinden, unterscheiden sie sich hinsichtlich des Kontaktmediums, der Strömungsgeschwindigkeit, des Turbulenzgrades, der Temperaturschwankungen und der Wartungsmethoden.
Relevante Übersichtsarbeiten weisen darauf hin, dass die Zerstörung der feuerfesten Auskleidung des Gießkanals nicht allein auf mechanische Abtragung zurückzuführen ist, sondern das Ergebnis des Zusammenwirkens von Flüssigkeitsscherung. thermischer Beanspruchung, Oxidation, Schlacke-Erosion und Stoffübertragung ist. Im Bereich der Metalllinie des Hauptkanals dominieren in der Regel Oxidation und Reaktionen an der Grenzfläche zwischen Eisen und Schlacke, während die Schlackefront stärker durch das Auflösen, die Penetration und den Stofftransport der Schlacke bestimmt wird.
Daher lässt sich die Rolle von Mikrosilika in der Gießmischung für den Gießkanal nicht einfach mit „Festsigkeitssteigerung“ zusammenfassen. Es optimiert nicht nur die Korngrößenverteilung und verringert die Porosität der Matrix. sondern beeinflusst auch die Hochtemperatur-Flüssigphase, die Mullitbildung sowie die Oxidations- und Schlackenbeständigkeit. An verschiedenen Stellen muss ein unterschiedliches Gleichgewicht zwischen Verdichtung, Thermoschockbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Kontrolle der Hochtemperatur-Flüssigphase gefunden werden.
II. Die Hauptfunktion von Mikrosilika in Al₂O₃–SiC–C-Hochofenrinnenmassen
1. Optimierung der Korngrößenverteilung der Matrix und der Verarbeitbarkeit
Mikrosilika besteht aus Partikeln im Submikrometerbereich und kann die Hohlräume zwischen feinem Korundpulver, aktivem Aluminiumoxid und Zementpartikeln ausfüllen. Unter geeigneten Dispersionsbedingungen trägt es dazu bei, die Schüttdichte der Matrix zu erhöhen und den Wasserzusatz bei der Verarbeitung zu reduzieren, während die Fließfähigkeit erhalten bleibt.
In einer industriellen Studie zu Eisenkanalauskleidungsmaterialien konnte durch die Optimierung der Korngrößenverteilung und des Dispersionssystems der Wasserzusatz im Gussmaterial von 5,2 % auf 4,4 % gesenkt werden, wobei der Fließwert im Wesentlichen unverändert blieb. Der geringere Wasserzusatz führte zu einer niedrigeren offensichtlichen Porosität und einer dichteren Struktur des Materials und verlängerte in industriellen Hauptkanalversuchen die Wartungsintervalle. Diese Studie verdeutlicht, dass der Wert eines Feinstpulversystems nicht nur von der chemischen Reinheit abhängt, sondern auch von der Partikelgrößenverteilung, den Dispergiermitteln und der Gesamtgestaltung der Matrix.
2. Beteiligung an der Hochtemperaturbindung und am Oxidationsschutz
Untersuchungen zeigen, dass eine angemessene Menge an Mikrosilika in Al₂O₃–SiC–SiO₂–C-Gießmassen eine SiO₂-reiche Flüssigphase mit hoher Viskosität bilden kann, die anschließend mit Al₂O₃ reagiert und Mullit bildet. Die SiO₂-reiche Flüssigphase verschließt einen Teil der Porenkanäle und verlangsamt so die Diffusion von Sauerstoff ins Materialinnere. die mit der Mullitbildung einhergehende Volumenänderung kann zudem die Sinter Schrumpfung bis zu einem gewissen Grad ausgleichen und somit die Oxidationsbeständigkeit verbessern.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass je mehr Mikrosilika, desto besser. Ein Übermaß an Mikrosilika oder schlecht dispergiertes Mikrosilika kann zu einem erhöhten Wasserbedarf führen, eine übermäßige Bildung einer niedrigschmelzenden Flüssigphase bewirken oder eine übermäßige Sinterung des Materials bei mittleren bis hohen Temperaturen verursachen, was wiederum die Thermoschockbeständigkeit beeinträchtigt.
3. Die Auswahl von Mikrosilika darf sich nicht ausschließlich nach dem SiO₂-Reinheitsgrad richten
Eine im Jahr 2023 veröffentlichte Studie zu Gießbeton für Eisenkanäle verglich drei Arten von Siliziummikropulver mit einem nominalen SiO₂-Gehalt von 93 %, 96 % und 99 %. Die Ergebnisse zeigten, dass die Probe mit 99 % Siliziummikropulver in diesem Versuch den höchsten Wasserzusatz, die geringste Volumendichte, die höchste offene Porosität sowie die schlechteste Oxidationsbeständigkeit aufwies. die Probe mit 93 % Feinsiliziumpulver wies die geringste Biegefestigkeit bei hohen Temperaturen auf. die Probe mit 96 % Feinsiliziumpulver zeigte die beste Schlackenbeständigkeit und die besten Gesamteigenschaften.
Es muss betont werden, dass dieses Ergebnis nicht so interpretiert werden darf, dass „alle 99-prozentigen Siliziummikropulver für Eisenkanal-Gussmassen ungeeignet sind“. Die drei Produkte unterscheiden sich nicht nur in ihrer chemischen Zusammensetzung, sondern auch in der Partikelgrößenverteilung und anderen Verunreinigungen. Die Schlussfolgerung, die die Studie tatsächlich stützt, lautet: Bei der Auswahl von Siliziummikropulver für Eisenkanal-Gussmassen müssen die Partikelgrößenverteilung, die Dispergierbarkeit, die Wasserzugabe, die Zusammensetzung der Verunreinigungen und das Reaktionsverhalten bei hohen Temperaturen umfassend bewertet werden. ein reiner Vergleich der SiO₂-Werte reicht nicht aus.
III. Betriebsbedingungen an verschiedenen Stellen und Schwerpunkte bei der Anwendung von Mikrosilika
1. Aufnahmebereich der Gussdüse und Aufprallzone des Hauptkanals
Der vordere Abschnitt des Hauptkanals ist direkt dem Aufprall des Stahlstrahls aus der Auslauföffnung ausgesetzt und gehört zu den Bereichen des gesamten Stahlauslaufkanalsystems, in denen die Betriebsbedingungen am härtesten sind. In industriellen Nachanalysen wird der Bereich in einem Abstand von etwa 3 bis 6 Metern zur Auslauföffnung üblicherweise als Turbulenzzone oder kritischer Bereich bezeichnet. Dieser Bereich ist gleichzeitig dem Aufprall von hoch erhitztem Stahl und Schlacke, starken Turbulenzen, dem Einziehen von Gasen, periodischen Thermoschocks sowie wiederholter Erosion durch den Rückfluss von Stahl ausgesetzt.
CFD-Untersuchungen zeigen, dass die Scherbeanspruchung am Boden des Hauptkanals in der Regel höher ist als an den Seitenwänden, wobei die Scher- und thermischen Spannungen in der Nähe des Gusspunkts deutlich höher sind als in anderen Bereichen. bei einem bestimmten Hauptkanalmodell trat die maximale thermische Spannung etwa 4 Meter vor dem vorderen Ende des Hauptkanals auf, was im Wesentlichen mit dem Bereich mit der kürzesten Lebensdauer vor Ort übereinstimmt.
Der Einsatz von Mikrosilika an dieser Stelle dient vor allem folgenden Zwecken:
- die Reduzierung des Wasserzusatzes bei der Herstellung sowie die Verbesserung der Verdichtung der Matrix und ihrer Beständigkeit gegen das Eindringen von flüssigem Eisen;
- Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen Zuschlagstoffen und Matrix sowie Verringerung des Partikelabriebs unter Stoßbelastung;
- Verlangsamung der Oxidation von Kohlenstoff und SiC durch die Bildung geeigneter siliziumreicher Phasen und Mullit;
- Verbesserung der Gießfließfähigkeit, um eine einwandfreie Ausführung im Kanalboden, in den Kurven und an den Seitenwänden zu gewährleisten.
In der Stoßzone darf jedoch nicht einseitig auf eine extrem niedrige Porosität und eine hohe Sinterfestigkeit abgezielt werden. Eine übermäßig dichte Matrix oder ein zu hoher Flüssigkeitsanteil können das Risiko von Entwässerungsproblemen beim Ausbrennen erhöhen und bei wiederholten Temperaturwechseln zu hohen thermischen Spannungen führen. Daher muss in diesem Bereich ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Erosionsbeständigkeit. Oxidationsbeständigkeit, Thermoschockbeständigkeit und sicherem Ausbrennen gewährleistet werden, anstatt einfach nur die Zugabemenge an Mikrosilika zu erhöhen.
2. Mittlerer bis hinterer Abschnitt des Hauptkanals: Metall- und Schlackenströme müssen getrennt betrachtet werden
Die Turbulenzintensität im mittleren bis hinteren Abschnitt des Hauptkanals ist in der Regel geringer als in der Aufprallzone, jedoch ist die Kontaktzeit von flüssigem Eisen und Schlacke mit der feuerfesten Auskleidung länger. Hier muss weiter zwischen Metallströmung, Schlackeströmung und Kanalboden unterschieden werden.
Bereich der Metalllinie
Die Metalllinie befindet sich in der Nähe der Grenzfläche zwischen Eisen, Schlacke und feuerfestem Material, wo gleichzeitig Kohlenstoffoxidation, SiC-Oxidation, FeO-Erosion und Flüssigphasenpermeation auftreten können. Nachanalysen aus der Industrie haben ergeben, dass sich an der Metalllinie möglicherweise eine FeO- und SiO₂-haltige Olivin-Phase mit niedrigem Schmelzpunkt bilden kann. wenn die Schlacke einen höheren Anteil an alkalischen Bestandteilen wie K₂O enthält, können die Viskosität und die Erweichungstemperatur der Schlacke sinken, was die Permeation und den Stofftransport weiter fördert und den SiC-Verlust beschleunigt.
Die positive Wirkung von Mikrosilika auf den Metalldraht besteht hauptsächlich darin, die Matrix zu verdichten, die Penetrationswege für Sauerstoff und die Schmelze zu blockieren sowie die Bildung bestimmter schützender Silikat- oder Mullitverbindungen zu fördern. Ist der Gesamt-SiO₂-Gehalt im System jedoch zu hoch und liegen gleichzeitig größere Mengen an FeO oder Alkalimetalloxiden vor, kann dies das Risiko der Bildung von Silikatphasen mit niedrigem Schmelzpunkt erhöhen.
Daher müssen bei Metalldrahtmaterialien gleichzeitig folgende Faktoren kontrolliert werden:
- des Gesamt-SiO₂-Gehalts, der durch Feinsilikatpulver und andere Rohstoffe eingebracht wird;
- die Reaktionen nach dem Eindringen von FeO, MnO und Alkalimetalloxiden;
- das Antioxidationssystem aus SiC und Kohlenstoff;
- die Porenstruktur der Matrix sowie die Viskosität der flüssigen Phase bei hohen Temperaturen.
Schlackenzonenbereich
Die Schlacke-Grenze ist vor allem der Erosion durch Hochofenschlacke ausgesetzt, die CaO, MgO, Al₂O₃, SiO₂ sowie geringe Mengen an FeO und Alkalimetalloxiden enthält. Nach industrieller Anwendung wurde festgestellt, dass die Schlacke mit dem Al₂O₃ und SiO₂ im Gussmaterial reagieren und Phasen wie Kalziumfeldspat und Kalzium-Aluminium-Ornithopyr, bildet. Einige dieser Reaktionsprodukte weisen einen niedrigen Schmelzpunkt auf, was die Matrix schwächt und das Ablösen der Zuschlagstoffe begünstigt.
In der Schlacke-Linie verringert Mikrosilika einerseits das Eindringen von Schlacke durch eine Verringerung der Porosität. andererseits ist es eine der SiO₂-Quellen im Reaktionssystem zwischen Schlacke und Feuerfestmaterial. Daher muss bei Mikrosilika in der Schlacke-Linie ein Gleichgewicht zwischen dem „Nutzen der physikalischen Verdichtung“ und dem „Risiko chemischer Reaktionen bei hohen Temperaturen“ gefunden werden.
Bei Schlacken mit hohem FeO-Gehalt, hohem Alkaligehalt oder starken Schwankungen darf die Eignung von Mikrosilika nicht allein anhand der Festigkeit bei Raumtemperatur beurteilt werden. vielmehr sollten praktische statische Tiegelversuche, Rotationserosionsversuche oder dynamische Erosionsversuche mit der jeweiligen Schlacke durchgeführt werden.
3. Schlackeabscheider und vor- sowie nachgelagerte Übergangsbereiche
Der Schlackeabscheider hat die Aufgabe, die dichtere Eisenschmelze im unteren Bereich durchzulassen und gleichzeitig die Schlacke in den Schlackenkanal zu leiten. Vor dem Schlackeabscheider kommt es leicht zu Flüssigkeitsansammlungen, Rückflüssen und Turbulenzen, während hinter ihm eine Beschleunigung der Eisenschmelze, eine Änderung der Strömungsrichtung und lokale Erosion auftreten.
Relevante Strömungsfelduntersuchungen zeigen, dass in der Nähe des Schlackeabscheiders deutliche Turbulenzen auftreten. Der Winkel der Staumauer, die Höhe der Öffnung sowie die relative Position des Schlackeabscheiders zur Schlackenauslassöffnung beeinflussen die Scherspannung an den Wänden, die Effizienz der Schlacke-Eisen-Trennung und die Lebensdauer des Schlackeabscheiders.
Der Schwerpunkt des Einsatzes von Mikrosilika in diesem Bereich liegt auf:
- Verbesserung der Fließfähigkeit des Gussmaterials und der Formintegrität komplexer Strukturen;
- Verringerung der Porosität an Öffnungen, Ecken und Fugen von Fertigteilen;
- Verbesserung der Gesamtbeständigkeit des Materials gegen Schlackendurchdringung und Erosion durch flüssiges Eisen;
- Verbesserung der Haftung zwischen Reparaturmaterial und Restauskleidung.
Bei Schlackeabführern kann das Spezialmaterial in der Regel nicht allein durch „hochfestes Hauptkanalmaterial“ ersetzt werden. Die konstruktive Auslegung dieses Bereichs, die Abmessungen der Fertigteile, die Biegefestigkeit und die Thermoschockbeständigkeit sind ebenso wichtig wie das Mikrosilika-System.
4. Roheisen-Abzweigrinnen
Nachdem die Schmelze den Schlackeabscheider passiert hat, gelangt sie in die Abzweig- oder Schmelzkanäle. Zu diesem Zeitpunkt ist der Schlackegehalt in der Regel deutlich reduziert, und das Material kommt hauptsächlich mit der hoch erhitzten Schmelze in Kontakt. Zu den Hauptursachen für Verschleiß zählen die anhaltende Erosion durch die Schmelze, lokaler Verschleiß an Kurven und Verzweigungsstellen, zyklische Temperaturwechsel, das Eindringen von Schmelze sowie Oxidation nach Stillstand des Kanals.
In der derzeitigen Fachliteratur gibt es nur wenige Studien, die einen direkten industriellen Vergleich verschiedener Mikrosilika-Konzeptionen für „Schmelzgussrinnen“ vornehmen. Daher handelt es sich bei den folgenden Ausführungen um eine technische Analyse, die auf den Materialmechanismen der Hauptgussrinne und den Betriebsbedingungen der Schmelzgussrinne basiert:
- Mikrosilika sollte vor allem die Dichte der Matrix, die Gleichmäßigkeit des Einbaus und die Beständigkeit gegen das Eindringen von flüssigem Eisen verbessern;
- Es sollte vermieden werden, durch einen übermäßigen Flüssigphasenanteil eine zu hohe Sinterfestigkeit anzustreben, um die Thermoschockbeständigkeit unter wiederholten Start-Stopp-Bedingungen nicht zu beeinträchtigen;
- An Kurven, Höhenunterschieden und Verzweigungsstellen sollten die Korngrößenverteilung des Zuschlagstoffs und die Erosionsbeständigkeit der Matrix verstärkt werden;
- In Bereichen, die nach dem Stilllegen des Gießkanals der Luft ausgesetzt sind, sollte der Oxidationsschutz durch Kohlenstoff und SiC besonders berücksichtigt werden.
Bei der Auswahl von Mikrosilika für die Stützrinnen kann der Schwerpunkt in der Regel eher auf geringer Wasserzugabe, stabiler Dispersion und Volumenstabilität liegen, ohne dass das auf hohe Schlackebeständigkeit ausgelegte Design der Hauptschlackenrinne vollständig übernommen werden muss.
5. Schlackengraben
Schlackenrinnen dienen hauptsächlich dem Transport von Hochofenschlacke, deren Temperatur in der Regel unter der des frisch aus dem Gießstutzen austretenden Eisens schwingt. allerdings ist der Kontaktanteil zwischen Schlacke und feuerfesten Materialien höher, wodurch die chemische Erosion stärker ausgeprägt ist. Al₂O₃–SiC–C-Materialien werden sowohl in Haupt- als auch in Schlackenrinnen weit verbreitet eingesetzt, da SiC und Kohlenstoff eine geringe Benetzbarkeit gegenüber der geschmolzenen Schlacke aufweisen und gleichzeitig gute thermische Schockbeständigkeit sowie Erosionsbeständigkeit bieten.
Die zentrale Aufgabe von Mikrosilika in Schlackenkanälen besteht darin:
- Bildung einer dichten Matrix, um das Eindringen der Schlacke entlang von Poren und Mikrorissen zu verlangsamen;
- die Verarbeitbarkeit und die Oberflächenintegrität der Rinnen zu verbessern;
- die Bildung einer angemessenen Menge an Mullit oder keramischer Bindung zu fördern und die thermische Strukturstabilität zu erhöhen;
- die durch CaO, MgO, FeO und Alkalimetalloxide verursachten niedrigschmelzenden Phasen zu kontrollieren.
In der oben erwähnten Studie aus dem Jahr 2023 erzielte eine bestimmte Probe mit 96 % Mikrosilika unter den drei Materialgruppen die beste Schlackebeständigkeit, was erneut verdeutlicht, dass bei Mikrosilika für Schlackenrinnen der Fokus auf der Gesamtqualität liegen sollte und nicht auf dem bloßen Streben nach höchster Reinheit.
6. Kippauslauf oder Kipprinne
Die schwenkbare Gießdüse befindet sich vor dem Eintritt der Schmelze in den Torpedotank oder den Gießbehälter und ist neben der Erosion durch die Schmelze auch Kippbewegungen, Vibrationen, intermittierendem Gießen, lokalen Aufprallstößen und häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Die Bereiche in der Nähe der Drehachse, am Auslass der Gießdüse und am Aufprallpunkt der Schmelze sind in der Regel Bereiche, in denen sich mechanische und thermische Spannungen konzentrieren.
Derzeit gibt es nur begrenzte Belege aus eigenständigen wissenschaftlichen Arbeiten zur Wirkung von Mikrosilika in Schwenkdüsen. daher sollte nicht behauptet werden, dass eine bestimmte Mikrosilika-Sorte oder eine bestimmte Zugabemenge durch wissenschaftliche Arbeiten als optimal nachgewiesen wurde. Aus technischer Sicht wird Mikrosilika hauptsächlich verwendet, um:
- Reduzierung des Wassergehalts im Beton und Erhöhung der Frühfestigkeit;
- die Verbesserung der Matrixhomogenität sowie die Verringerung von Eisenwasserpermeation und lokaler Erosion;
- Verbesserung der Gießintegrität an den Biegungen und schwachen Stellen der Gießdüse;
- in Kombination mit der Korngrößenverteilung der Zuschlagstoffe und Antioxidationsmitteln sowohl die Erosionsbeständigkeit als auch die Thermoschockbeständigkeit zu gewährleisten.
Insbesondere in diesem Bereich muss eine übermäßige Sinterung und Versprödung der Matrix vermieden werden. die Materialbewertung sollte daher Tests zur Restfestigkeit nach Thermoschock sowie zur strukturellen Integrität unter dynamischen Erosions- und Vibrationsbedingungen umfassen.
IV. Auswahlkriterien für Mikrosilika in Gießkanalmaterialien
Erstens: Die SiO₂-Reinheit darf nicht als einziges Kriterium herangezogen werden
Eine hohe Reinheit bedeutet nicht zwangsläufig einen geringen Wasserzusatz und führt auch nicht automatisch zu einer hohen Volumendichte und hoher Schlackenbeständigkeit. Es müssen gleichzeitig die Korngrößenverteilung, die spezifische Oberfläche, der Aggregationszustand, der Glühverlust, der Kohlenstoffgehalt und die Alkalimetallverunreinigungen geprüft werden.
Zweitens: Anpassung des Gesamt-SiO₂-Gehalts und der Hochtemperatur-Flüssigphase an die jeweilige Einbaustelle
Der Aufprallbereich erfordert Dichtheit, Erosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit. an der Schlacke-Grenze muss die niedrige Schmelzphase streng kontrolliert werden. bei Stützrinnen und Schwenkdüsen stehen die Beständigkeit gegen das Eindringen von Eisenwasser, die Thermoschockbeständigkeit und die Volumenstabilität im Vordergrund. Für verschiedene Bauteile sollte nicht mechanisch dieselbe Matrixrezeptur verwendet werden.
Drittens: Bewertung von Mikrosilika im Zusammenhang mit dem gesamten Matrixsystem
Die Wirkung von Mikrosilika wird gemeinsam durch aktives Aluminiumoxid, Zement, SiC, Kohlenstoffquellen, metallisches Silizium, B₄C, Dispergiermittel und die bei der Verarbeitung zugegebene Wassermenge beeinflusst. Eine Diskussion über das „optimale Mikrosilika“ losgelöst von der Gesamtformulierung ist wissenschaftlich nicht sinnvoll.
Viertens: Die Zugabemenge muss durch praktische Materialversuche ermittelt werden
Es wird empfohlen, mindestens die Fließwerte in Abhängigkeit von der Wasserzugabe, die Volumendichte, die scheinbare Porosität, die Festigkeit bei Raumtemperatur, die Biegefestigkeit bei hohen Temperaturen, den Oxidationsindex, die Restfestigkeit nach Thermoschock, die tatsächliche Schlackeerosion sowie das Verhalten beim sicheren Ausbrennen zu bewerten. Feste Beimischungsmengen können nicht direkt aus einer einzigen wissenschaftlichen Arbeit auf alle Stahlwerke und alle Anwendungsbereiche übertragen werden.
Schlussfolgerung
Der Nutzen von Mikrosilika in Gussmassen für Hochofen-Eisenablaufrinnen liegt im Wesentlichen in der umfassenden Regulierung der Matrixstruktur und der Reaktionsprozesse bei hohen Temperaturen. Es optimiert die Korngrößenverteilung, reduziert den Wasserbedarf bei der Verarbeitung, erhöht die Verdichtbarkeit und verbessert durch die Bildung einer siliziumreichen flüssigen Phase und von Mullit die keramische Bindung sowie die Oxidationsbeständigkeit.
Allerdings verändert Mikrosilika gleichzeitig auch den Gesamt-SiO₂-Gehalt des Systems sowie die Zusammensetzung der Hochtemperatur-Flüssigphase. Unter Bedingungen, bei denen FeO, CaO, MgO oder Alkalimetalloxide eindringen, kann ein Überschuss oder eine ungeeignete Menge an SiO₂ zur Bildung einer niedrigschmelzenden Phase beitragen. Daher sollten die Stoßzone des Hauptgusses. die Metall- und Schlackefronten, der Schlackeabscheider, die Nebengüsse, die Schlackenrinnen und die Schwenkdüsen in separate Bereiche unterteilt werden, anstatt alle Betriebsbedingungen lediglich mit einer einzigen Sorte „hochreinem Mikrosilika“ abzudecken.
Ein wirklich zuverlässiges Auswahlkriterium ist nicht die höchste Reinheit oder die höchste Festigkeit bei Raumtemperatur, sondern vielmehr die Frage, ob das Material unter den konkreten Bedingungen hinsichtlich Schlacke, Eisenwasser-Temperatur, Abgussverfahren und Wartungszyklen langfristig eine geringe Permeabilität, geringe Oxidation, stabile thermische Festigkeit und eine kontrollierbare Abriebrate aufrechterhalten kann.
Zentrale Literaturangaben
- Darban S. et al., „Corrosion mechanisms of Al₂O₃-SiC-C refractory castables by iron and slag based on post-mortem analysis of industrial samples“, Open Ceramics, 2023, Artikel-Nr. 100453.
- Cao Z. et al., „Einfluss verschiedener Silikastaube auf die Eigenschaften von Al₂O₃-SiC-C-Gussmassen für Eisengut“, China’s Refractories, 2023, 32(2): 31–36.
- Liu G. et al., Der Einfluss von Mikrosilika auf die Oxidationsbeständigkeit von Al₂O₃-SiC-SiO₂-C-Gussmassen mit Si- und B₄C-Zusätzen, Ceramics International, 2016.
- Yao H. et al., Numerische Analyse der Erosion und Optimierung einer Hochofen-Hauptrinne, „Materials“, 2021, 14: 4851.
- Ranjan S. et al., „Überblick und Analyse metallurgischer Prozesse im Hauptkanal eines Hochofens und der Leistung des Kanals“, Transactions of the Indian Institute of Metals, 2022, 75: 589–611.
- Domiciano V. G. et al., Herausforderungen im Hochofen-Gießhaus: Fehleranalyse des feuerfesten Gussmaterials im Hauptkanal, Konferenzbeitrag UNITECR.
- Chang C. M. et al., Numerische Analyse des Verschleißes der feuerfesten Auskleidung der Hauptrinne eines Hochofens, Advances in Science and Technology, 2014, 92: 294–300.