Refratechnik Steel

CERAMAC^® – die intelligente Lösung für höchste Standzeiten ohne Emissionen

Die Umweltauflagen leichter zu erfüllen und die Standzeiten zu verbessern; dieses Ziel stand am Anfang der Entwicklung von CERAMAC^®.
Das vorgebrannte Material reduziert in den Zustellkonzepten die Rauchentwicklung und die Freisetzung von Partikeln, bei gleichzeitiger Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.

Lassen Sie uns über Ihre Ziele sprechen. Wir finden den richtigen Weg.

CERAMAC^® – emissionsarm und langlebig
Magnesiakohlenstoff-Steine haben sich in den letzten Jahren und Jahrzehnten zum Standard-Feuerfestwerkstoff für viele Bereiche der Stahlerzeugung entwickelt. Gegenüber anderen keramischen Feuerfestprodukten nehmen die MgO-C-Produkte jedoch eine Sonderrolle ein.

Steigerung der Pfannenhaltbarkeit durch den Einsatz von CERAMAC^®

Stabilitätsbereiche im System MgO+C

Mikrostruktur eines CERAMAC^®: Magnesia bzw. Periklas (hellgrau) und Graphit (dunkelgrau)

Alle kohlenstoffgebundenen Produkte befinden sich zum Zeitpunkt der Auslieferung und des Einbaus in die jeweiligen Aggregate in einem „unfertigen“ Zustand. Erst während des Einsatzes im Stahlwerk und im Kontakt mit flüssigem Stahl erhält der MgO-C-Stein seine eigentlichen Eigenschaften. Durch die hohen Temperaturen während der Anwendung durchlaufen die Steine einen Prozess, in dem sich viele anwendungsrelevante Eigenschaften verändern. Alle mechanischen und physikalischen Eigenschaften von MgO-C-Steinen sind von der thermischen Vorgeschichte d.h. von ihrer Einsatztemperatur abhängig. In den Aggregaten ergeben sich Temperaturprofile von der Feuerseite bis zur Kaltseite der Zustellung. Dementsprechend ändern sich die Eigenschaften des MgO-C-Verschleißfutters vom Aufheizen bis zur letzten Charge des Aggregates ständig, wodurch es zu einer inhomogenen Eigenschaftsverteilung innerhalb der Steine kommen kann.

Besonders während des Aufheizens der mit MgO-C-Steinen zugestellten Aggregate können verschiedene Emissionen freigesetzt werden. Im Gegensatz zu pechgebundenen Produkten sind diese bei REFRAFLEX^® gebundenen Steinen ungiftig, dennoch werden sie durch die Rauch- und Geruchsentwicklung häufig als unangenehm wahrgenommen.
Nach der erfolgreichen Einführung der REFRAFLEX^®-Bindung wurde durch Refratechnik die CERAMAC^® Produktreihe entwickelt. Dabei handelt es sich um thermisch behandelte MgO-C- Steine. Durch diesen im Bereich der Einsatztemperaturen liegenden Vorbrand wird eine teilkeramische Bindung gebildet, die den Steinen völlig neue Eigenschaften verleiht. Diese keramische Bindung basiert auf der Reduktion und Oxidation von MgO bzw. Mg:
Reduktion: MgO + C ➞ Mg (g) + CO
Reoxidation: 2 Mg (g) + O2 ➞ 2 MgO

Der CERAMAC^® Stein zeichnet sich durch seine einzigartige Kombination einer flexiblen Kohlenstoffbindung mit einer stabilen keramischen Bindung aus. Die Bindematrix ist dabei graphitisiert, was sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften und das Oxidationsverhalten der Produkte auswirkt. Durch die thermische Vorbehandlung wurden den Steinen alle flüchtigen Bestandteile ausgetrieben, so dass beim Aufheizen oder beim Einsatz kein Rauch oder Geruch frei wird. Umfangreiche Versuche sowie verschiedene Standardeinsätze haben die Vorteile der CERAMAC^® Produktreihe nachgewiesen. Dabei wurden Haltbarkeitssteigerungen von bis zu 10% erreicht.

Das emissionsfreie Aufheizen sowie die gesteigerten Standzeiten machen CERAMAC^® zu der intelligenten Feuerfestlösung für die Stahlerzeugung.

REFRALUMAX 87
in Kontakt mit Alloy AA 7278*
bei: 800 °C

REFRALUMAX – Die Produktserie für die primäre und sekundäre Aluminiumerzeugung

REFRALUMAX 87 – Der Feuerfeststein für Aluminumschmelzöfen

Die niedrige Viskosität von flüssigem Aluminium und das hohe Korrosionspotenzial von aluminiumbasierenden Legierungen erfordern einen Feuerfestwerkstoff mit speziellen Eigenschaften. Daher werden häufig Anti-Benetzungs-Additive eingesetzt, die die Haltbarkeit der Feuerfestprodukte verbessern sollen. Bisher übliche Additivsysteme können jedoch speziell bei Aluminium-Magnesium-Legierungen eine intensive Korrosion nicht verhindern. Speziell bei heutzutage nicht unüblichen Temperaturen von >1000 °C neigen diese Additive zum Zersetzen. Damit geht nicht nur der gewünschte Effekt verloren, vielmehr können die Zersetzungsprodukte das Steingefüge nachhaltig zerstören.

REFRALUMAX 87
in Kontakt mit Alloy AA 7278*
bei: 1000 °C

REFRALUMAX 87
in Kontakt mit Alloy AA 7278*
bei: 1200 °C

REFRALUMAX 25 nach Kryolithtest* bei 950 °C
*(> 60% Kryolith, 40% Natriumfluorid)

Um dieses Problem zu lösen, hat Refratechnik ein eigenes neuartiges Anti-Wetting-System entwickelt. Dieses einzigartige System bildet an der Feuerseite der Steinzustellung eine Schutzschicht, die das Verschleißfutter vor Infiltration und Korrosion schützt. Dieses neue und patentierte System ist stabil und wirksam bei Temperaturen von bis zu 1200 °C.

Der REFRALUMAX 87 ist ein neuartiger Feuerfeststein, der speziell für den Einsatz in der sekundären Aluminiumerzeugung entwickelt wurde. Der Stein hat seine Leistungsfähigkeit bei verschiedenen weltweit anerkannten und führenden Instituten bewiesen. So bescheinigen ihm SINTEF und CIR eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit im Kontakt mit flüssigem Aluminium und aluminumhaltigen Legierungen.

Der hochwertige Aluminium-Feuerfeststein REFRALUMAX 87 ist erste Wahl für die Ausmauerung von Aluminiumschmelzöfen.

* > 85% Al; Si < 0,15%; Fe < 0,20%; Cu 1,7-2,1%; Mg 2,7-3,0%; Zn 6,8-7,2%; Cr 0,18-0,22%

REFRALUMAX 25 – Der Barrierestein für die Elektrolysezelle

Die feuerfeste Zustellung des Bodens von Elektrolysezellen zur primären Aluminiumerzeugung unterliegt einer starken und intensiven Beanspruchung. Besonders der Kontakt mit verschiedenen Salzen und Fluoriden erfordert hochwertige feuerfeste Produkte, um eine möglichst hohe Haltbarkeit der Zustellung garantieren zu können. Während der letzten Jahre haben sich hier Schamotte- bzw. Aluminiumsilikatsteine durchgesetzt und bewährt.

Der REFRALUMAX 25 ist ein aus speziell ausgesuchten Rohstoffen hergestellter Feuerfeststein. Durch seinen niedrigen Al₂O₃-Gehalt und die optimierte Porenstruktur besitzt der Barrierestein eine hervorragende Kryolithbeständigkeit. Durch die Ausbildung einer glasartigen feuerseitigen Barriereschicht werden Infiltration und Korrosion minimiert und eine hervorragende Hitzebeständigkeit gewährleistet.

Damit bietet REFRAFLEX^® alle Vorteile einer Pechbindung unter Ausschluss ihres zentralsten Nachteils: Pech ist durch die charakteristischen polyzyklischen Aromate in der Stahlindustrie nicht mehr tolerabel.

Für Refratechnik Steel galt es, die technische Herausforderung anzunehmen und ein Verfahren zu entwickeln, das die Vorteile herkömmlicher Bindesysteme unter Eliminierung ihrer Nachteile vereint. Mit REFRAFLEX^® ist das gelungen.

Der Vorher-Nachher-Effekt:
Klassische Harzbindung versus REFRAFLEX^®-Bindung
Die folgenden Bilder zeigen den makroskopischen und strukturellen Unterschied zwischen einer Harzbindung und der auf dem gleichen Harz basierenden REFRAFLEX^®-Bindung anhand von Makrobildern und rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen. Dazu wurden entsprechende Proben jeweils sechs Stunden bei unterschiedlichen Temperaturen im Koksbett verkokt.

Schon makroskopisch ist der Unterschied zwischen dem lack-artig glänzenden Glaskohlenstoff und dem schuppig metallischen Glanz des Graphits aus der REFRAFLEX^®-Bindung zu erkennen.

Durch die Temperaturbehandlung bei 1500 °C zeigen sich bei der normalen Harzbindung neben amorphen Phasen auch kugelförmige Bereiche, die auf die beginnenden Kristallisations- oder Verdampfungsvorgänge hinweisen. Bei der REFRAFLEX^®-Bindung hingegen sind diese amorphen Strukturen nicht mehr vorhanden. Man erkennt vielmehr die lamellare Schichtstruktur eines gut graphitisierten Kohlenstoffs, der den Feuerfeststein so flexibel macht, dass er bei Überspannung nicht reißt.