Neuartiges Quarz-Feuerfestmaterial für kleine Stahlguss-Gießpfannen

In Stahlgießereien wird wertvolle Energie zur Überhitzung des Flüssigmetalls um 100–250°C (150–450F) verbraucht; dadurch soll der Temperaturabfall während des Handlings und des Gießens kompensiert werden. Eine der Möglichkeiten, um die erforderliche Überhitzung zu verringern, ist die Verbesserung des verwendeten Feuerfestmaterials für die Gießpfannen. Auskleidungen aus Aluminiumoxid und Magnesiumoxid halten hohen Temperaturen stand und können für mittlere und große Pfannen verwendet werden. Allerdings besitzen diese Keramiken von Natur aus eine hohe Wärmeleitfähigkeit. üblicherweise werden in Stahlgießereien Feuerfestmaterialien aus Quarzsand für Pfannen mit kleinerem Volumen verwendet, da Siliziumdioxid ein natürlich vorkommendes feuerfestes Material mit geringer Leitfähigkeit ist. Um die Temperaturverluste in Gießpfannen mit hohem Oberflächen-Volumen-Verhältnis während des Haltens zu minimieren, kann die Zugabe eines Materials mit geringer Dichte und geringer Wärmeleitfähigkeit zu der herkömmlichen feuerfesten Auskleidung der Pfanne die Wärmeleitfähigkeit und die daraus resultierenden Temperaturverluste insgesamt reduzieren. Die Zugabe eines solchen Materials, Cenospheres, zu Quarzsand wurde in dieser Studie untersucht. Für diese Untersuchung wurden zwei Arten von experimentellen Formen und Pfannenauskleidungen getestet. Die Leistung von herkömmlichen Auskleidungen aus Quarzsand wurde mit der Leistung von Versuchs-Auskleidungen verglichen, die Quarzsand und Cenospheres enthielten. Um die tatsächlichen thermischen Eigenschaften der neuartigen Auskleidung zu bewerten, wurde eine inverse numerische Strömungssimulation (CFD) modelliert.
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