Werkstoff- und Prozessevaluierung von Feuerfestsystemen in einem Stahlgusssimulator

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Die Erforschung von Clean-Steel-Technologie tauglichen Feuerfestwerkstoffen mit reduziertem Kohlenstoffgehalt bzw. kohlenstofffrei, ist eines der Ziele des SPP, welches im Mittelpunkt dieses Forschungsvorhabens liegt. Dabei werden grundlegende werkstoff- und verfahrenstechnische Konzepte, unter Einsatz von Hochleistungsprüfmethoden und Modellierungsansätzen, erarbeitet. Erstmalig kommt ein Stahlgusssimulator mit kontrollierter Atmosphäre (Schutzgas, Vakuum), sowohl bei der Metallaufbereitung als auch beim Gießen, zum Einsatz, der wesentliche Anforderungen an Feuerfestsysteme im kontinuierlichen Stahlstrangguss realitätsnah abbildet. Der Stahlgusssimulator umfasst eine induktive Schmelzeinheit, ein Verteilersystem mit Mehrfachdüsen und –Kokillen, die jeweils an eine Waage gekoppelt sind. In dem Stahlgusssimulator werden die Wechselwirkungen zwischen Stahl, Schlacke, oxidischen Partikeln und Feuerfestsystemen erforscht. Zur Werkstoffevaluierung wird das Thermoschock-, Korrosions- und Erosionsverhalten unter realitätsnahen Bedingungen untersucht. Die Evaluierung des Clogging Prozesses von hochreinen, Aluminium beruhigten Stählen wird über das Verhältnis von theoretischen Stahlmassenstrom zu tatsächlichen Stahlmassenstrom je Düse durchgeführt. Da mehrere Düsen simultan beansprucht werden, kann eine statistische Ergebnisauswertung und Vergleiche zu Referenzwerkstoffen überhaupt erst zum Tragen kommen. Computertomographische Untersuchungen unterstützten die Interpretation der Ergebnisse.