Wässrige Druckschlickergussformgebung grobkörniger, kohlenstoffhaltiger Feuerfestmaterialien

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christos G. Aneziris
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272400617

Ziel des Projektes ist es, in Grundlagenuntersuchungen geeignete Formgebungsbedingungen für die Anwendung des Druckschlickergießens auf grobkörnige, kohlenstoffhaltige Feuerfestmaterialien zu erforschen. Der Einfluss variierter Korngrößenverteilungen auf der Basis des Modells von Dinger und Funk auf das Fließ- und Scherbenbildungsverhalten, das Gefüge und die Eigenschaften des Feuerfestwerkstoffs werden modellhaft ermittelt. Eine wesentliche Herausforderung ist die Entwicklung einer geeigneten Schlickerzusammensetzung, die eine ausreichende Benetzung des Kohlenstoffs ermöglicht und die Sedimentation des Grobkorns verhindert. Der Einsatz eines neuen, umweltfreundlichen Bindersystems auf Basis Konjakmehl und Welan Gum wird untersucht. Nach der Optimierung des rheologischen Verhaltens der Schlicker werden zunächst die Scherbenbildung in einer Druckfiltrationsapparatur sowie die Kompressibilität des Scherbens in einer Kompressions-Permeabilitäts-Zelle charakterisiert. Anschließend wird die Formgebung in einer kommerziellen Druckschlickergussanlage erforscht. Computertomographische Untersuchungen dienen zum einen der Erfassung von Fehlern in der Keramik, wie Lunkern und Porositätsgradienten; zum anderen soll durch statistische Bildauswertung nach der Theorie des Punkprozesses ein sogenannter Ordnungsparameter ermittelt und mit den Werkstoffeigenschaften in Abhängigkeit von der Korngrößenverteilung korreliert werden. Das Projekt soll die Grundlagen zur Erzeugung grobkörniger, kohlenstoffhaltiger Feuerfestwerkstoffe über ein wässriges, endabmessungsnahes Formgebungsverfahren schaffen, das die Erzeugung von Bauteilen komplexer Geometrie ermöglicht, eine verbesserte Werkstoffqualität erwarten lässt, keinen Bruch des Grobkorns verursacht und automatisiert werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen