Die Rolle von Chromitmehl in Chrom-Magnesium-Steinen
Chromitmehl (d. h. zerkleinertes Chromit) ist mehr als nur ein Füllstoff in Chrom-Magnesium-Steinen; es spielt mehrere Schlüsselrollen:
Verbesserung der strukturellen Festigkeit bei hohen Temperaturen: Nach der Zugabe von Chromitmehl geht MgO bei hohen Temperaturen eine Festphasenreaktion mit Cr₂O₃, Fe₂O₃ und anderen Mineralien ein und bildet zusammengesetzte Spinelle (wie MgCr₂O₄ und MgFe₂O₄). Dadurch werden die Festigkeit des Ziegels bei hohen Temperaturen, die Kriechfestigkeit und die Brechung unter Belastung deutlich verbessert.
Verbesserte Thermoschockbeständigkeit: Die Zugabe von Chromerz moduliert die Wärmeausdehnungseigenschaften des gesamten Materialsystems. Die Spinellphase und Mikrorisse absorbieren und verteilen thermische Spannungen effektiv, wodurch die Thermoschockbeständigkeit des Ziegels verbessert und er in Umgebungen mit großen Temperaturschwankungen haltbarer wird.
Verbesserte Beständigkeit gegen Schlackenerosion: Chrom-Magnesia-Steine werden häufig in Stahlherstellungsöfen (wie Siemens-Martin-Öfen, Elektroöfen und Konvertern), Raffinationsöfen (wie AOD- und VOD-Öfen) und Zementdrehrohröfen verwendet, die alle der Korrosion durch saure und alkalische Schlacken ausgesetzt sind.
Beständigkeit gegen alkalische Schlacke: Das MgO in den Ziegeln ist von Natur aus beständig gegen alkalische Schlacke.
Beständigkeit gegen saure Schlacke: Cr₂O₃ bietet eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen saure Schlacke (insbesondere Schlacke mit hohem SiO₂-Gehalt). Noch wichtiger ist, dass sich bei der Erosion der Schlacke eine dichte Schicht aus hochviskosem Magnesiumchromat-Spinell auf der Ziegeloberfläche bildet, die ein weiteres Eindringen und Erosion der Schlacke wirksam verhindert und einen wirksamen „Schlacke-gegen-Schlacke“-Effekt bietet.
Pufferung thermischer Spannungen: Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Chromitmehl unterscheidet sich von dem von Magnesiapartikeln. Beim Brennen und Abkühlen bilden sich an der Grenzfläche zwischen beiden winzige Risse oder Poren. Diese Mikrorisse puffern effektiv Spannungen, die durch schnelle Temperaturschwankungen während des Betriebs entstehen, und verhindern so größere Risse im Ziegel.