TY - BOOK

T1 - Korrosionsverhalten feuerfester Baustoffe in Schlacken unter dem Einfluß elektrischer Felder

AU - Breyner, Robert

N1 - nicht gesperrt

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Die Aufgabenstellungen dieser Dissertation waren die Untersuchung der elektrochemischen Korrosion von feuerfesten Produkten im Bereich des Schlackenbands sowie die Abklärung möglicher Gegenmaßnahmen. Korrosionsuntersuchungen nach der Tafel-Methode bestätigten, daß die elektrochemische Korrosion ein Phänomen der Dreiphasengrenze ist. Die direkte Messung der elektrochemischen Abtragsraten schlug aufgrund der nicht konstanten Oberfläche der keramischen Elektroden fehl. Die Polarisierung mehrerer Elektrodenmaterialien in verschiedenen Schlacken umfaßte den weit größeren Teil dieser Arbeit, wobei zwei auf einer lokalen Veränderung der Elektrolytzusammensetzung beruhende Schutzmechanismen aufgezeigt wurden. Die ionische Natur von Schlacken ermöglichte eine schnelle Migration von beweglichen Spezies wie Calciumionen, was bei ausreichend hohen Spannungen deren Akkumulation in der Kathodengrenzschicht verursacht. In einer CAS-Schmelze führte dies zur Erstarrung der Schlackenschicht um die Kathode, wodurch der Verschleiß praktisch gestoppt wurde. Zudem wurde in den Porenräumen der Kathoden die spannungs- und temperaturabhängige Bildung von Dicalciumsilikat und Kalk als Konsequenz der Ionendiffusion durch das Kristallgitter der Elektroden beobachtet. Der zweite Schutzeffekt war für silikatische Schlacken mit hohen Gehalten von Oxiden polyvalenter Elemente maßgeblich. Hier verursachte die Reduktion von Wüstit zu metallischem Eisen die Anreicherung der Restschmelze an SiO2, was zur Ausbildung einer hochviskosen Schlackenschicht um die Kathode führte. Für eine wirksame Anwendung dieses Effekts war die weitgehende Abwesenheit von im Vergleich zu Fe2+ edleren Metallionen und dreiwertigem Eisen erforderlich. In dieser Arbeit konnte jedoch gezeigt werden, daß die Polarisierung mit niedrigen Spannungen unter geeigneten Voraussetzungen den Schutz keramischer Materialien ermöglicht.

AB - Die Aufgabenstellungen dieser Dissertation waren die Untersuchung der elektrochemischen Korrosion von feuerfesten Produkten im Bereich des Schlackenbands sowie die Abklärung möglicher Gegenmaßnahmen. Korrosionsuntersuchungen nach der Tafel-Methode bestätigten, daß die elektrochemische Korrosion ein Phänomen der Dreiphasengrenze ist. Die direkte Messung der elektrochemischen Abtragsraten schlug aufgrund der nicht konstanten Oberfläche der keramischen Elektroden fehl. Die Polarisierung mehrerer Elektrodenmaterialien in verschiedenen Schlacken umfaßte den weit größeren Teil dieser Arbeit, wobei zwei auf einer lokalen Veränderung der Elektrolytzusammensetzung beruhende Schutzmechanismen aufgezeigt wurden. Die ionische Natur von Schlacken ermöglichte eine schnelle Migration von beweglichen Spezies wie Calciumionen, was bei ausreichend hohen Spannungen deren Akkumulation in der Kathodengrenzschicht verursacht. In einer CAS-Schmelze führte dies zur Erstarrung der Schlackenschicht um die Kathode, wodurch der Verschleiß praktisch gestoppt wurde. Zudem wurde in den Porenräumen der Kathoden die spannungs- und temperaturabhängige Bildung von Dicalciumsilikat und Kalk als Konsequenz der Ionendiffusion durch das Kristallgitter der Elektroden beobachtet. Der zweite Schutzeffekt war für silikatische Schlacken mit hohen Gehalten von Oxiden polyvalenter Elemente maßgeblich. Hier verursachte die Reduktion von Wüstit zu metallischem Eisen die Anreicherung der Restschmelze an SiO2, was zur Ausbildung einer hochviskosen Schlackenschicht um die Kathode führte. Für eine wirksame Anwendung dieses Effekts war die weitgehende Abwesenheit von im Vergleich zu Fe2+ edleren Metallionen und dreiwertigem Eisen erforderlich. In dieser Arbeit konnte jedoch gezeigt werden, daß die Polarisierung mit niedrigen Spannungen unter geeigneten Voraussetzungen den Schutz keramischer Materialien ermöglicht.

KW - corrosion

KW - refractories

KW - polarization

KW - protection

KW - Korrosion

KW - feuerfeste Produkte

KW - Polarisierung

KW - Schutz

M3 - Dissertation

ER -