Feuerfeste Materialien ohne Ton
Nicht-Ton-Feuerfestmaterialien wie die nachstehend beschriebenen werden fast ausschließlich als Ziegel und gepresste Formen hergestellt, obwohl einige Magnesit-Chrom- und Aluminiumoxid-Materialien zu Formen verschmolzen werden. Die üblichen Ausgangsmaterialien für diese Produkte sind Carbonate oder Oxide von Metallen wie Magnesium, Aluminium und Zirkonium.
Basic
Grundlegende feuerfeste Materialien umfassen Magnesia, Dolomit, Chrom und Kombinationen dieser Materialien. Magnesia-Ziegel werden aus Periklas hergestellt, der Mineralform von Magnesia (MgO). Periklas wird aus Magnesit (einem Magnesiumcarbonat, MgCO 3) oder aus Magnesiumhydroxid (Mg [OH] 2) hergestellt, das wiederum aus Meerwasser oder unterirdischen Solelösungen gewonnen wird. Magnesia-Steine können chemisch gebunden, pechgebunden, verbrannt oder verbrannt und dann pechimprägniert werden.
Feuerfeste Dolomiten haben ihren Namen vom Dolomiterz, einer Kombination aus Calcium- und Magnesiumcarbonaten (CaCO 3 · MgCO 3), aus dem sie hergestellt werden. Nach dem Verbrennen müssen sie mit Teer oder Pech imprägniert werden, um eine Rehydratisierung von Kalk (CaO) zu verhindern. Chromziegel werden aus Chromerzen hergestellt, bei denen es sich um komplexe feste Lösungen vom Spinelltyp (eine Reihe von Oxidmineralien, einschließlich Chromit und Magnetit) plus Silikatgang oder Verunreinigungsphasen handelt.
Alle feuerfesten Grundstoffe weisen eine hervorragende Beständigkeit gegen Eisenoxide und die mit der Stahlherstellung verbundenen Grundschlacken auf - insbesondere wenn sie Kohlenstoffzusätze entweder als Flocken oder als Restkohlenstoff aus Pechbindung oder Teerimprägnierung enthalten. Aus diesem Grund finden sie breite Anwendung in der Auskleidung von Sauerstoffgrundöfen, Elektroöfen und Öfen mit offenem Herd. Sie werden auch verwendet, um die Innenseiten von Kupferkonvertern auszukleiden.
Extra hohes Aluminiumoxid
Feuerfeste Materialien aus extra hohem Aluminiumoxid werden mit einem Al 2 O 3 -Gehalt zwischen 87,5 und 100 Prozent eingestuft. Die Aluminiumoxidkörner werden miteinander verschmolzen oder dicht gesintert, um eine hohe Dichte zu erhalten. Feuerfestmaterialien aus extra hohem Aluminiumoxid weisen eine ausgezeichnete Volumenstabilität bis über 1.800 ° C (3.275 ° F) auf.
Silica
Feuerfeste Kieselsäure wird aus Quarziten und Kieselsäure-Kiesablagerungen mit niedrigem Aluminiumoxid- und Alkaligehalt hergestellt. Sie sind chemisch mit 3–3,5 Prozent Kalk gebunden. Feuerfeste Silica-Materialien weisen bei hohen Temperaturen eine gute Belastbarkeit auf, sind abriebfest und eignen sich besonders zur Aufnahme von sauren Schlacken. Von den verschiedenen Qualitäten - Koksofenqualität, konventionell und Super-Duty - wird der Super-Duty, der besonders niedrige Verunreinigungsgehalte aufweist, in den Aufbauten von Glasschmelzöfen verwendet.
Zirkon
Feuerfeste Materialien aus Zirkon (ein Zirkoniumsilikat, ZrSiO 4) werden aufgrund ihrer guten Beständigkeit gegen die Korrosionswirkung geschmolzener Gläser auch in Glastanks verwendet. Sie besitzen über längere Zeiträume bei erhöhten Temperaturen eine gute Volumenstabilität und zeigen auch eine gute Kriechfestigkeit (dh geringe Verformung unter heißer Belastung).
Siliziumkarbid
Siliciumcarbid (SiC) -Keramiken werden nach einem Verfahren hergestellt, das als Reaktionsbindung bezeichnet wird und 1891 vom Amerikaner Edward G. Acheson erfunden wurde. Beim Acheson-Verfahren werden reiner Quarzsand und feinteiliger Kohlenstoff (Koks) in einem Elektroofen bei umgesetzt Temperaturen im Bereich von 2.200 ° –2.480 ° C (4.000 ° –4.500 ° F). SiC-Keramiken weisen eine hervorragende Hochtemperatur-Tragfähigkeit und Dimensionsstabilität auf. Sie weisen aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit auch eine hohe Wärmeschockbeständigkeit auf. (In diesem Fall verhindert eine hohe Wärmeleitfähigkeit die Bildung extremer Temperaturunterschiede zwischen inneren und äußeren Schichten eines Materials, die häufig zu Wärmeausdehnungsspannungen führen.) Daher stellt SiC gute Ofenmöbel her, um andere Keramiken während des Brennens zu unterstützen.
