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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Den kristallinen Aufbau zeigt die Abb. 32. Die röntgenographische Mineralanalyse ergab 25% Periklas (MgO) und 70-75% Spinell (MgO . AbOa), der Glasanteil in dem Stein ist sehr gering und beträgt nach der chemischen Bestimmung nur 5% . Die Prüfkörper für alle Versuche wurden ebenfalls aus der Randzone der Steine entnommen. Der Abrieb erfolgte also an der Oberfläche des schmelzgegossenen Steinmaterials. 41 Glas Baddeleyit Korund 0,05 rnrn Abb. 31 Mikroskopisches Gefügebild des ZAC-Steines Periklas Spinell 0,05 rnrn Abb.
Schmelzgegossene ZAC-Steine und 3. schmelzgegossene Korundsteine. Zur Charakterisierung der Steine wurden die technologischen Daten, der mineralogische Aufbau sowie die chemische Zusammensetzung ermittelt. Weiterhin wurden der prozentuale Anteil an Glasphase und ihre chemische Zusammensetzung bestimmt. Bevor die Versuchsergebnisse mitgeteilt werden, sollen kurz die bei den einzelnen Untersuchungen verwendeten Bestimmungsmethoden erläutert werden. Die Dichte, das Raumgewicht, die Wasseraufnahme sowie die Porosität wurden nach der derzeit gültigen Norm bestimmt, während die Kaltdruckfestigkeit der schmelzflußgegossenen Steine an Prüfkörpern der Abmessungen 20 X 20 mm bestimmt wurde.
Grundsätzlich kann festgestellt werden, daß die Probekörper im Anlieferungszustand eine geringere Verschlackung aufweisen als die Probekörper ohne Glasphase. Das Verhältnis des Verschlackungsangriffes der glashaltigen zu den entglasten Probekörpern beträgt bei den Schmelzmullitsteinen 2,5 (0,16 cm 2 zu 0,4 cm 2 verschlackter Fläche), bei den ZAC-Steinen 3,0 (0,2 cm 2 zu 0,6 cm 2 verschlackter Fläche). Die Ergebnisse zeigen, daß der Schmelzmullitstein gegenüber dem Angriff von FeO und Fe 3 04 widerstandsfähiger ist als der ZAC-Stein.