Thermochemische Berechnungen und experimentelle Untersuchungen zur Lösungskorrosion feuerfester Baustoffe

Viktoria Reiter

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Der Verschleiß feuerfester Baustoffe in metallurgischen Aggregaten erfolgt durch die Wechselwirkung von thermischen, mechanischen und chemischen Einflüssen. Die maßgeblichen Mechanismen des chemischen Verschleißes keramisch gebundener feuerfester Baustoffe sind die Infiltration und die Lösung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Beitrag thermochemischer Berechnungen mit dem Programm FactSage zur Beschreibung der Lösungskorrosion feuerfester Baustoffe durch Schlacken der Nichteisenmetallindustrie (fayalitisch, calciumferritisch, eisen-calciumsilikatisch) und des Elektrolichtbogenofens. Zunächst wurden die in den metallurgischen Aggregaten vorherrschenden Korrosionsbedingungen bestimmt und die Schlacken in Hinblick auf ihren Phasenbestand und ihr Aufschmelzverhalten charakterisiert. Danach wurde die Löslichkeit verschiedener Feuerfestkomponenten, geformter und ungeformter feuerfester Baustoffe bestimmt um ihre Korrosionsbeständigkeit in den verschiedenen Schlacken zu bewerten. Das Lösungsverhalten wurde durch die Löslichkeit, die Menge an gelöstem Feuerfestmaterial in 100 g Schlacke und die potentiellen Reaktionsprodukte an der Grenzfläche Feuerfest/Schlacke beschrieben. Sowohl die direkte als auch die indirekte Lösung, welche über die Bildung von Reaktionsprodukten an der Grenzfläche Feuerfest/Schlacke abläuft, wurden in den Berechnungen berücksichtigt. Die direkte Lösung ist maßgeblich in der betrieblichen Praxis und ihre Lösungsrate liegt deutlich über jener der indirekten. Zur Evaluierung der berechneten Ergebnisse wurden Korrosionsstudien aus der Literatur herangezogen und die Löslichkeit von MgO in fayalitischen Schlacken wurde experimentell bestimmt. Da die berechneten und experimentell bestimmten Ergebnisse gut korrelieren, ist der Einsatz thermochemischer Gleichgewichtsberechnungen gerechtfertigt und thermochemische Simulationen haben sich zu einem brauchbaren Werkzeug zur Beschreibung der Lösungskorrosion etabliert. Es wurde gezeigt, dass die Lösungskorrosion von einer Vielzahl an Variablen beeinflusst wird, unter anderem von den Eigenschaften der Schlacke (z.B. Basizität, Zusammensetzung) und von den vorherrschenden Prozessbedingungen (z.B. Temperatur, Atmosphäre). Um den chemischen Verschleiß zu verringern muss daher sowohl an der Produktauswahl und -entwicklung als auch an den Prozessbedingungen (z.B. Schlackenfahrweise, Sauerstoffpartialdruck) angesetzt werden.
Titel in ÜbersetzungThermochemical calculations and experimental investigations of the melt corrosion of refractories
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Harmuth, Harald, Beurteiler A (intern)
  • Preis, Wolfgang, Beurteiler B (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2008

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Feuerfeste Baustoffe
  • chemischer Verschleiß
  • Lösungskorrosion
  • thermochemische Berechnungen
  • Schlacken der Nichteisenmetallindustrie
  • Fayalitische Schlacken
  • calciumferritische Schlacken
  • Eisen-calciumsilikatische Schlacken
  • Elektrolichtbogenofenschlacken

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