Feuerfeste SpezialProdukte fÃ¼r Kraftwerke und MÃ¼llverbrennung

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Siliciumcarbid (SIC) Ist ein künstlich hergestelltes Mineral, das für die Anwendung in feuerfesten Produkten wesentliche Eigenschaften aufweist. In erster Linie sind hier zu nennen: • hohe chemische Beständigkeit • hohe mechanische Festigkeit • hohe thermische Stabilität Chemische Beständigkeit: Phosphorsäure Schwefelige Säure Schwefelsäure Salzsäure Salpetersäure Fluss-Salpetersäure-Gemische SiO 2 (geschmolzen) Kalium-Nitrat Kalium-Chlorat Schwefeldioxid Kohlendioxid bei 1000°C Thermische Stabilität: Aufoxidation von SIC erfolgt in einer oxidierenden Atmosphäre bei Temperaturen oberhalb von 2000°C. Bild 1: SIC-Druse. In einem ersten Verfahrensschritt wird das Roh-SIC einer produktschonenden Zerkleinerung unterworfen. Ziel dieses Verfahrens ist es zum einen eine homogene kubische Kornform zu erhalten und zum zweiten interkristalline Risse, wie sie nach Zerkleinerungsprozessen häufig zu beobachten sind, zu minimieren. Eine kubische Kornform ist unerlässlich um für das spätere Produkt eine hohe Packungsdichte der Einzelkörner zu erreichen. Im Bild 2 ist ein kubisches SIC-Korn dargestellt. Der Korndurchmesser beträgt im dargestellten Bild drei Millimeter. Für die technische Produktion wird ein Gemisch aus Petrolkoks und reinem Quarzsand unter Luftabschluss elektrisch in einem Widerstandsofen erhitzt. Bei Temperaturen zwischen 1950 °C bis 2200 °C wandelt sich das Koks-/Quarzgemisch in Siliciumcarbid um. In Bild 1 ist eine SIC-Druse abgebildet. Bei der hier dargestellten Druse handelt es sich um kristallines SIC. Der SIC-Gehalt beträgt hier ca. 98,5%. Zur Herstellung von feuerfesten Produkten höchster Qualität, wie sie von Keraplan angeboten werden, muß das Roh-SIC einer speziellen Aufbereitung unterzogen werden. Bild 2: Kubisches Siliziumcarbid. Im zweiten Verfahrensschritt wird das zerkleinerte Korngemisch in neun Korn-
klassen von 0 bis 3 mm Korndurchmesser klassifiziert. Um unerwünschte Begleitkomponenten wie z.B. Eisenanteile und nicht reagierte Koks-/Quarzanteile zu entfernen wird das SIC nach erfolgter Zerkleinerung und Klassifizierung chemisch gewaschen. Durch diese chemische Aufbereitung wird der SIC-Gehalt im Korn auf einen SIC- Anteil von 99,2% erhöht. Für säuregebundene SIC-Stampfmassen aus dem Hause Keraplan werden chemisch gewaschene SIC-Körner mit einem SIC- Gehalt von mindestens 99% verwendet. Dieser hohe SIC-Gehalt im Korn ist ausschlaggebend um den hohen Qualitätsstandard unserer Keraplan Produktreihe zu gewährleisten. Mit abnehmendem SIC-Gehalt in den SIC- Drusen entsteht bei der Zerkleinerung des Roh-SIC tendenziell ein stengeliges Korn. In Bild 3 ist ein stengeliges drei Millimeter SIC-Korn dargestellt. Bei der kubischen Form ist es möglich Körner im Kornverbund enger aneinander zu lagern, um eine möglichst hohe Packungsdichte mit geringstem Porenvolumen zu erreichen. Stengelige SIC-Körner weisen in der Regel eine poröse Oberfläche des Einzelkornes, im Gegensatz zur kubischen SIC Kornform, auf. Weiterhin sind hier eine hohe Anzahl interkristalliner Risse festzustellen. Interkristalline Risse innerhalb eines Kornes geben Alkalien, wie sie z.B. in den Rauchgasen einer Müllverbrennungsanlage vorkommen, die Möglichkeit, innerhalb von Spalten und Hohlräumen aus der Gasphase auszukondensieren. Die Folge ist, dass vorhandenes Porenvolumen innerhalb des SIC-Kornes durch diese Rauchgaskondensate vollständig aufgefüllt wird. Die kondensierten Alkalien durchlaufen temperaturabhängige chemische Reaktionen, die eine Volumenvergrößerung der ursprünglichen Rauchgaskondensate innerhalb der SIC-Körner zur Folge haben. Infolge dieser Volumenvergrößerung werden interkristalline Zugspannungen indiziert. Diese hohen inneren Spannungen führen zu einer Aufspaltung des Kornes. In diesen neuen Rissen werden weitere Alkalien im Korn eingelagert. Bild 3: Stengeliges Siliciumcarbid. Stengelige Körner ermöglichen keinen dichten Gefügeaufbau. Packungsdichten mit niedrigster Porosität, wie sie für feuerfeste Massen unumgänglich sind, werden ausschließlich durch Annäherung der Kornform der Einzelkörner an die Kugelform erreicht. Dieser fortlaufende Vorgang führt zum Versagen der feuerfesten Auskleidung. In Kenntnis des Vorstehenden werden für unsere hochwertigen Keraplan Produkte ausschließlich SIC-Körnungen höchster chemischer Reinheit und höchster SIC-Gehalte verwendet. Speziell für den Einsatz in Schmelzkammerfeuerungen und Müllverbrennungsöfen besitzt Siliciumcarbid Eigenschaften, die für die Auskleidung von Verbrennungsräumen unumgänglich sind:
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