Untersuchungen über die Abriebfestigkeit keramisch by Prof. Dr. phil. nat. habil. Hans-Ernst Schwiete, Dipl.-Ing.

By Prof. Dr. phil. nat. habil. Hans-Ernst Schwiete, Dipl.-Ing. Friedrich Ellies (auth.)

In den letzten Jahren werden in Stoß öfen in immer stärkerem Maße an Stelle der Gleitschienen aus wassergekühlten Stahlrohren keramische Gleitschienen aus schmelzgegossenen oder keramisch gebundenen feuerfesten Steinen eingesetzt. Die keramischen Gleitschienen haben den Vorteil, daß b~i richtiger Auswahl der Steinqualität die Betriebskosten gesenkt werden und eine bessere Durchwärmung des Einsatzgutes erreicht wird. Mit dem Einsatz von keramischen Gleitschienen ist jedoch das challenge der Ab­ riebfestigkeit des als Schienen verwendeten feuerfesten fabrics stark in den Vordergrund getreten. Es sind zwar verschiedene Verfahren zur Prüfung der Abriebfestigkeit feuerfester Steine, besonders bei normaler Temperatur, bekannt, doch auf Grund ihres appa­ rativen Aufbaues und der Versuchsbedingungen können die erzielten Ergebnisse nicht zur Charakterisierung des Abriebverhaltens der für diesen Zweck zu ver­ wendenden Steine herangezogen werden. Um aber den ganzen Beanspruchungsmechanismus, dem feuerfeste Steine in keramisch zugestellten Öfen ausgesetzt sind, zu erfassen, sollte in der vorliegenden Arbeit ein Verfahren entwickelt werden, das es ermöglichte, in shape von exertions­ versuchen weitgehendst die herrschende~ Betriebsbedingungen nachzuahmen und weiterhin in vertretbaren Zeiten Ergebnisse zu liefern, die eine richtige Auswahl und Überprüfung der Steinqualitäten garantierten. Für den speziellen Fall der Untersuchung von keramischen Gleitschienen für Stoßöfen bedeutet das aber, daß außer der Temperatur, Belastung und der Ofenatmosphäre neben der mecha­ nischen Abriebbeanspruchung eine zu vermutende Reaktion oder Korrosion zwischen Stein und Eisen während der Prüfung durch den Versuchsaufbau er­ möglicht wird.

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Auf der Abb. 35 sieht man, wie die Eisenoxide des Zunders in das Gefüge eingedrungen sind und sich teilweise um Kristallkörner herumgelegt haben. Dadurch wurde eine Gefügeauflockcrung hcrvorgerufen. Diesc Gefügeauflockerung wird durch dic augcnschcinlich großcn Poren begünstigt, die auf 2mm Abb. 36 Oberfläche des ZAC-Steines vor dem Versuch 2mm Abb. 37 Oberfläche des ZAC-Steines nach dem Versuch (100 Stunden, 1300CO) 45 den Austritt der Glasphase, die bei diesem Stein 20% beträgt, zurückgeführt werden kann.

Der Abrieb beträgt bei 11 00° C ca. 0,1 mm, bei 1200° C 0,3 mm. Bei 1300° C konnte schon ein beachtlicher Höhenverlust durch Abrieb festgestellt werden, der im Mittel bei 2,1 mm liegt. Interessant ist die starke Zunahme des Abriebes von 0,3 mm bei 1200°C auf 2,1 mm bei 1300° C, das bedeutet also einen Anstieg um das Siebenfache. Auf allen Probekörpern der keramisch gebundenen Steine hat sich eine Zunderschicht gebildet, deren Stärke mit der Erhöhung der Temperatur zunimmt. Eine Reaktion zwischen dem Steinmaterial und den Eisenoxiden der Zunder schicht konnte bei Temperaturen bis 1200° C nicht festgestellt werden.

20 Anordnung der Prüfkörper und der Abriebplatte im Ofen 31 Abb. 2 Versuchsdurchführung Als Prüfkörper werden Zylinder von 18 mm Durchmesser und einer Höhe von 40 bis 45 mm verwendet. Diese werden mit einem Diamanthohlbohrer aus dem Stein ausgebohrt. Anschließend werden sie auf gleiche Abmessungen zugeschnitten. Die so vorbereiteten Prüfkörper werden in die drei Bohrungen der keramischen Probehalterung fest eingebettet und bei Raumtemperatur in den Ofen eingesetzt. Um ein frühzeitiges Verzundern der Stahlschleifplatte zu vermeiden, wird die Schleifplatte erst nach Erreichen der Versuchstemperatur eingebaut.

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