In Silika-Feuerfeststeinen , die in Glasöfen eingesetzt werden, ist die Kontrolle des Gehalts an Restquarz entscheidend. Deshalb fordern technische Spezifikationen in der Regel weniger als 1% Restquarz.
1. Eine Phasenumwandlung, die gefährliche Volumenänderungen erzeugt
Quarz durchläuft eine kristallographische Umwandlung von α-Quarz zu β-Quarz bei 573 °C.
Diese Umwandlung erzeugt eine plötzliche Volumenänderung (≈0.8%).
In einem bereits in einen Glasofen eingebauten Stein kann dies Folgendes bewirken:
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die Entstehung erheblicher innerer Spannungen
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das Auftreten von Mikrorissen oder strukturellen Rissen
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eine Störung der Stabilität des Ofengewölbes
In Glasöfen, wo Dimensionsstabilität unerlässlich ist, kann dieses Phänomen zu einem erheblichen Betriebsrisiko werden.
2. Steine müssen bereits vor dem Einbau stabilisiert sein
Bei der Herstellung muss der Brand nahezu den gesamten Quarz umwandeln in:
Diese Phasen sind thermodynamisch stabil im Betriebstemperaturbereich von Glasöfen (typischerweise 1400–1650 °C).
Verbleibt eine erhebliche Menge Quarz, bedeutet dies, dass die mineralogische Umwandlung unvollständig ist.
Infolgedessen kann die Phasenumwandlung weiterhin stattfinden während des Ofenbetriebs, was eindeutig inakzeptabel ist.
3. Ein Risikofaktor für die Lebensdauer des Ofens
In kritischen Bereichen wie:
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dem Gewölbe
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dem Oberbau
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dem den oberen Ofenwänden
sind die mechanischen Beanspruchungen bereits hoch.
Überschüssiger Restquarz kann zu Folgendem führen:
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Verformung des Gewölbes
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Öffnung der Fugen
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Schwächung der Steine
Letztlich kann dies die Ofenreise erheblich verkürzen.
4. Warum der Industriestandard <1% beträgt
Feuerfesthersteller haben durch Erfahrung festgestellt, dass:
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<1% Restquarz sicherstellt, dass die kritischen Umwandlungen bereits stattgefunden haben
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die Mikrostruktur dominiert wird von Tridymit und Cristobalit
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das Feuerfestmaterial zeigt eine hervorragende Dimensionsstabilität im Einsatz
Aus diesem Grund ist <1% Restquarz zu einem Industriestandard für Silikasteine in Glasofenanwendungen geworden.
Zusammenfassung
Die Einhaltung von weniger als 1% Restquarz gewährleistet:
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keine gefährliche Volumenänderung bei 573 °C
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hohe Dimensionsstabilität
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mechanische Sicherheit des Ofengewölbes
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maximale Ofenreisedauer.