10.11.2015 | Ausgabe 01/2016

Untersuchung von Korrosionsmechanismen zwischen Kupfer- und Bleischmelzen und verschiedenen Feuerfestmaterialien

Cu-Tiegeltest CK 9 in oxidierender Atmosphäre (Bildquelle: Feuerfeste Systeme, Steuler-KCH GmbH, Höhr-Grenzhausen)

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von unterschiedlichen Interaktionen, die zwischen Schmelzen der NE-Metalle Blei und Kupfer und verschiedenen Feuerfestmaterialien entstehen können. Als Untersuchungsmethode wird ausschließlich der Tiegeltest angewandt. Die Untersuchungen wurde an folgenden Steinsorten durchgeführt: Silikatgebundener und Nitridgebundener SiC-Stein, Chrom-Zirkon-Korund-Stein und Chrom-Korund-Stein.

Die Proben der einzelnen Tests werden folgendermaßen analysiert:

  • Makroskopische Beurteilung
  • Lichtmikroskopische Untersuchung mit der Möglichkeit digitaler Bildaufnahmen
  • Rastermikroskopische Untersuchung mit EDX
  • Röntgenbeugungsanalyse

Dabei wird die Art der Korrosion untersucht und die gegebenenfalls entstehenden Reaktionsprodukte. Die Ergebnisse der Kupfertests zeigen, dass die Auswahl der Korundsorte im Rohstoff eines Chromkorund-Steins einen entscheidenden Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit hat. Schmelzkorund hat, im Gegensatz zu Sinterkorund, eine höhere Neigung Rubin zu bilden und ist aufgrund seiner homogenen Struktur wesentlich resistenter gegen angreifende Schmelzen. Zu den Chrom-Korund-Steinen wird die Feststellung gemacht, dass der Zusatz von Zirkonmullit keine korrosionshemmende Wirkung auf das Feuerfestprodukt ausübt und dient nur zur Verbesserung von mechanischen und thermomechanischen Eigenschaften. Zirkonmullit wird lediglich zur Verbesserung des E-Moduls hinzugefügt. Sowohl silikatisch als auch nitridgebundene SiC-Steine haben beim reduzierenden Test ein tadelloses Ergebnis gezeigt. Insbesondere die Tatsache, dass keine nennenswerte Infiltration stattgefunden hat, hebt diese Sorte für den Einsatz in der Kupferindustrie hervor. Die Bleitests zeigen für die Beurteilung der Chrom-Korund-Sorten ähnliche Ergebnisse. Die Bildung von Bleichromaten führt aufgrund der damit verbundenen Gefahren zu begründeten Bedenken für den Einsatz der CK-Steinsorten in der Bleiindustrie. Die SiC-Steine zeigen auch bei den Blei-Tests sehr gute Ergebnisse und besonders die Nitridbindung zeigt unter oxidierender Bedingung eine gute Beständigkeit. Wie schon bei den Aluminiumtests sind die Reaktionsmechanismen hauptsächlich von den atmosphärischen Bedingungen abhängig.


Newsletter
Ja, ich möchte den Newsletter von GIESSEREI PRAXIS abonnieren