TY - BOOK

T1 - Schlackenmetallurgie von Ferrolegierungen

AU - Sagadin, Christoph

N1 - gesperrt bis 14-01-2025

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Bei der Erzeugung von Ferronickellegierungen finden oxidische Rohstoffe Anwendung. Durch Reduktion und Schmelzen lateritischer Erze in einem Elektrolichtbogenofen wird das metallische Produkt gewonnen. Die dabei anfallenden Schlacken, welche meist hohe Schmelzpunkte besitzen, verursachen durch ihren sauren Charakter eine starke Korrosion des Feuerfestmaterials. Ausgangsbasis dieser Arbeit ist eine umfassende Untersuchung des Einflusses der wichtigsten Schlackenbestandteile MgO, SiO2, FeO, CaO und Al2O3 auf das Schmelzverhalten von Ferronickelschlacken. Weiters stellt der korrosive Angriff dieser Oxidschmelzen auf das Feuerfestmaterial durch Bildung neuer Phasen einen weiteren wichtigen Teil in diesen Betrachtungen dar. Die Untersuchungen des Schmelz- und Korrosionsverhaltens der Schlacke fanden unter Anwendung eines Erhitzungs- und Rasterelektronenmikroskops statt. Das Hauptaugenmerk liegt hier bei der Charakterisierung der Erweichungs- und Schmelzeigenschaften mit Hilfe eines Hochtemperatur-Erhitzungsmikroskops sowie der Analyse der Korrosionszone mittels energiedisperser Röntgenspektroskopie am Rasterelektronenmikroskop. Ein wichtiger Teil ist dabei der Abgleich experimentell ermittelter Ergebnisse mit thermodynamischen Berechnungen, welche mittels FactSageTM erfolgten. Die Kombination aus praktischen Untersuchungen und thermodynamischen Berechnungen soll einen wichtigen Beitrag für die Verbesserung von Lebensdauer und Qualität des Feuerfestmaterials darstellen. Die aus den durchgeführten Versuchen gewonnenen Daten bilden die Grundlage für ein Korrosionsmodell, welches eine Vorhersage der Interaktion von Feuerfestmaterial mit unterschiedlichen Schlacken ermöglicht. Die erhaltenen Ergebnisse sollen zur Verbesserung der Prozessabläufe und Optimierung der Schlackenmetallurgie bei der Ferrolegierungs-herstellung beitragen. Im Rahmen dieser Arbeit fand ebenfalls die Entwicklung eines Korrosionsindikators statt, welcher während dem Schmelzbetrieb die Verschleißrate des Feuerfestmaterials im Aggregat anzeigt. Dabei wurden schlackenfremde Oxide in der Ausmauerung eingebaut, um bei einer definierten Korrosionstiefe deren Auflösung in der Schlacke zu erzielen. Durch Detektion der Oxide in der Schlacke kann somit auf den Korrosionsfortschritt am Feuerfeststein geschlossen werden.

AB - Bei der Erzeugung von Ferronickellegierungen finden oxidische Rohstoffe Anwendung. Durch Reduktion und Schmelzen lateritischer Erze in einem Elektrolichtbogenofen wird das metallische Produkt gewonnen. Die dabei anfallenden Schlacken, welche meist hohe Schmelzpunkte besitzen, verursachen durch ihren sauren Charakter eine starke Korrosion des Feuerfestmaterials. Ausgangsbasis dieser Arbeit ist eine umfassende Untersuchung des Einflusses der wichtigsten Schlackenbestandteile MgO, SiO2, FeO, CaO und Al2O3 auf das Schmelzverhalten von Ferronickelschlacken. Weiters stellt der korrosive Angriff dieser Oxidschmelzen auf das Feuerfestmaterial durch Bildung neuer Phasen einen weiteren wichtigen Teil in diesen Betrachtungen dar. Die Untersuchungen des Schmelz- und Korrosionsverhaltens der Schlacke fanden unter Anwendung eines Erhitzungs- und Rasterelektronenmikroskops statt. Das Hauptaugenmerk liegt hier bei der Charakterisierung der Erweichungs- und Schmelzeigenschaften mit Hilfe eines Hochtemperatur-Erhitzungsmikroskops sowie der Analyse der Korrosionszone mittels energiedisperser Röntgenspektroskopie am Rasterelektronenmikroskop. Ein wichtiger Teil ist dabei der Abgleich experimentell ermittelter Ergebnisse mit thermodynamischen Berechnungen, welche mittels FactSageTM erfolgten. Die Kombination aus praktischen Untersuchungen und thermodynamischen Berechnungen soll einen wichtigen Beitrag für die Verbesserung von Lebensdauer und Qualität des Feuerfestmaterials darstellen. Die aus den durchgeführten Versuchen gewonnenen Daten bilden die Grundlage für ein Korrosionsmodell, welches eine Vorhersage der Interaktion von Feuerfestmaterial mit unterschiedlichen Schlacken ermöglicht. Die erhaltenen Ergebnisse sollen zur Verbesserung der Prozessabläufe und Optimierung der Schlackenmetallurgie bei der Ferrolegierungs-herstellung beitragen. Im Rahmen dieser Arbeit fand ebenfalls die Entwicklung eines Korrosionsindikators statt, welcher während dem Schmelzbetrieb die Verschleißrate des Feuerfestmaterials im Aggregat anzeigt. Dabei wurden schlackenfremde Oxide in der Ausmauerung eingebaut, um bei einer definierten Korrosionstiefe deren Auflösung in der Schlacke zu erzielen. Durch Detektion der Oxide in der Schlacke kann somit auf den Korrosionsfortschritt am Feuerfeststein geschlossen werden.

KW - ferronickel

KW - slag

KW - refractory material

KW - ferroalloy

KW - Ferronickel

KW - Schlacke

KW - Feuerfestmaterial

KW - Ferrolegierungen

M3 - Dissertation

ER -