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SchamotteAls Schamotte werden im allgemeinen Sprachgebrauch häufig alle feuerfesten Steine und Ausmauerungen bezeichnet. Tatsächlich gibt es aber viele verschiedene feuerfeste Baustoffe, die jeweils für unterschiedliche Einsatzzwecke verwendet werden. In der Fachsprache wird mit Schamotte (auch Schamott) nur das in diesem Artikel beschriebene, gesteinsähnliche, künstlich hergestellte, feuerfeste Material mit 10 bis 45% Aluminiumoxid-Anteil bezeichnet. Dabei unterscheidet man zwischen:
Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
Lage im Zweistoffsystem SiO2-Al2O3
Hierbei ist zu bemerken, dass bei 30 MA-% Al2O3 ein Maximum an Schmelzphase liegt und somit auch andere Eigenschaften als erwartet vorliegen. Es tritt also ein Abfall der guten Eigenschaften ein. Ab 30 Ma-% steigen die guten Eigenschaften wieder an. Mineralphasen
Ziel ist es, den Anteil an Mullit zu maximieren. Aufgrund fehlender Al2O3-Gehalte ist es schwer, dies zu erreichen. Daraus resultieren bei minderwertigen Qualitäten sehr hohe Anteile an SiO2 (saure Schamotte). Ein qualitativ hochwertiger Schamottestein (höhere Anwendungstemperatur) zeichnet sich durch einen möglichst hohen Al2O3-Anteil aus, um möglichst viel Mullit 3 Al2O3*2 SiO2 zu bilden. RohstoffeRohstoff für das Endprodukt sind Schamotte und Ton, wobei der Rohton sowohl zur Bindung der Schamottekörnung als auch zur Ergänzung des Gefüges eingesetzt wird. Herstellung von Schamottekörnung:
Zu verwendender Ton
Schamotte ist im Prinzip nichts anderes als gebrannter Ton / Kaolin. Ein Schamottestein aus reinem Ton hätte eine enorme Brennschwindung. Durch das Vorbrennen wird ein Großteil der Schwindung vorweggenommen, so dass der Stein weniger rissanfällig wird. Man spricht von Schamotte, solange nur Ton im Versatz verwendet wurde. Zusätze von Periklas (MgO) bewirken eine Cordierit-Bildung, welche die TWB auf Grund des kleineren WAK stärkt, aber die Temperaturbeständigkeit leicht senkt. FormgebungDie Aufbereitung erfolgt klassisch keramisch durch Herstellung von Gießschlicker, plastischer Masse oder Pressgranulat. Dabei ist das eingesetzte Verhältnis von Schamotte zu Ton jeweils unterschiedlich, da mit steigendem Wassergehalt mehr Plastizität bzw. Dispergierbarkeit notwendig ist, um die erwünschte Komplexität der Form erreichen zu können. Schamotte besitzt diese Eigenschaften auf Grund des Vorbrandes nicht mehr. Die Formgebung selbst findet statt mittels Schlickerguß, Extrusion mittels Strangpresse, Trockenpressen. Dabei ist zu bemerken, dass die Eigenschaften der Steine mit fallendem Wassergehalt in der Formgebung besser werden. Mit fallendem Wassergehalt in der Aufbereitung ändern sich folgende Eigenschaften:
Daher ist ein trockengepresster Stein in Hinsicht auf die feuerfesten Eigenschaften den plastisch geformten oder schlickergegossenen Steinen überlegen. Man weicht auf andere Herstellungsverfahren aus, wenn die zu erzeugende Form nicht mehr durch Trockenpressen zu erreichen ist. Sintern von SchamottenAngestrebt wird eine maximale Mullitbildung unter der Annahme, dass das gesamte Aluminiumoxid im Rohstoff an der Mullitbildung teilnimmt. Dies geschieht bei Temperaturen zwischen 1000°C und 1400°C. Zuerst bildet sich Schuppenmullit, aus dem sich bei höheren Temperaturen Nadelmullit bildet. Durch die nadelige Form des Nadelmullit verstricken sich die einzelnen Mullitkristalle in einander und erwirken die starke Verfestigung im Stein. Es ist abzuwägen zwischen:
Eigenschaften
Anwendungstemperaturen:
AnwendungAlltagsanwendungen
Technische Anwendungen
Einteilung der Schamottesteineaus dem Jahr 1962 (veraltet aber noch gebräuchlich)
Hier wird die chemische Zusammensetzungs als Klassifizierungsmerkmal verwendet, ungeachtet der Eigenschaftmerkmale, welche unabhängig von der chemischen Zusammensetzung sein können. Stahl-Eisen-Werkstoffblatt 917
Hier ist der Al2O3-Gehalt nur noch als Richtwert zu betrachten, vorrangig ist die Einhaltung der minimalen/maximalen Eigenschaftswerte, um einen Stein möglichst gut (und damit Gewinn maximierend) zu klassifizieren. Literatur
Kategorien: Metallurgie | Keramischer Werkstoff |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Schamotte aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |