NEWSLETTER

des Schwerpunktprogramms 1418 der Deutschen Forschungsgemeinschaft„Feuerfest - Initiative zur Reduzierung von Emissionen - FIRE“

Nr. 5, 1/2012

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Sehr geehrte Leserinnen und Leser,

das Schwerpunktprogramm 1418 „Feuer-fest Initiative zur Reduzierung von Emissionen - FIRE“ ist in seine zweite Programmphase ge-startet. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hatte im Frühjahr eine Fortsetzung des Vorhabens bewilligt. Bis 2015 widmen sich 18 Teilprojekte, davon drei neue Vorhaben, der Werkstoffentwicklung, Herstellungsverfahren, Prüftechniken und der Werkstoffmodellierung. Die neuen Projekte umfassen die Entwicklung eines neuen Verbundwerkstoffs, die Aufklärung des Werkstoffverhaltens unter thermomecha-nischen Belastungen sowie Untersuchung von Verstärkungsmechanismen durch Rissflanken aufgrund einer Thermoschockbeanspruchung.

Das gemeinsame Ziel besteht in der Ent-wicklung innovativer feuerfester Werkstoffe und Bauteile mit hervorragender Thermoschock- und Korrosionsbeständigkeit. Ein Transferprojekt mit einem Industriepartner dient dazu, Ergebnisse der ersten Phase einer industriellen Anwendung zuzuführen.

Über die aktuell erreichten Meilensteine in-formiert Sie wie gewohnt unser Newsletter. Wir danken für Ihr Interesse und wünschen Ihnen viel Freude beim Lesen!

Dear readers,

The Priority Program 1418 “Refractories - Initiative to Reduce Emissions - FIRE” has launched its second program phase. The Ger-man Research Foundation DFG confirmed the continuation of this research program until 2015 with 14 subprojects, including three new subprojects, which will be focusing on mate-rials generation, process engineering, test-ing, and modeling. The new subprojects are addressing the development of new composi-tes, investigations of materials behavior under thermomechanical stress, and the exploration of reinforcing mechanisms of crack edges after a thermal shock.

Researchers involved in the Priority Pro-gram join their efforts to develop novel refrac-tory materials and components with excellent resistance against thermal shock and corro-sion. A transfer project will help conveying re-search results from the program’s first phase to an industrial application.

This newsletter provides an update on re-sults and milestones, the Priority Program has accomplished. Thank you for your interest. En-joy our newsletter.

Yours sincerely,

Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. AnezirisTU Bergakademie FreibergKoordinator des Schwerpunktprogramms Priority Program Coordinator

Inhalt / Content

DFG-Schwerpunktprogramm „FIRE“ startet in die zweite Phase................. 2

DFG Priority Progranm “FIRE“ Starts Second Program Phase .......... 3

AUS DER AKTUELLEN FORSCHUNG RESEARCH NEWS

Drei neue Projekte ergänzen das Forschungsprogramm ....................... 4Three New Projects Amending the Research Program ............................ 5

Publikationen ..................................... 6Publications ....................................... 7

Temperaturwechselbeständigkeit Al2O3-reicher Werkstoffe mit Al2TiO5-Dotierungen .......................... 8Thermal Shock Resistance of Al2O3-rich Materials Doped With Al2TiO5 .............................................. 9

Präsentationen und Preise .............. 10Conferences and Credits ................. 10

Terminkalender: 3. Freiberger Feuerfestforum und mehr ................ 11Upcoming: 3rd Freiberg Refractory Forum and other events .................. 11

Interview mit Jeffrey D. Smith: Feuerfestforschung im Spannungsfeld zwischen Wissenschaft und Industrie ............. 12

Impressum ...................................... 12

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Newsletter des SPP 1418 1/20122

DFG-Schwerpunktprogramm „FIRE“ startet in die zweite PhaseDoktoranden präsentieren in einem Eröffnungskolloquium ihre Teilprojekte

Das Schwerpunktprogramm (SPP) „FIRE“ zur Entwicklung einer neuen Ge-neration feuerfester Werkstoffe und Bauteile wird fortgesesetzt. Koordinator Professor Christos G. Aneziris (TU Freiberg) eröffnete Mitte Oktober die zweite Programmphase von 2012 bis 2015. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Gesamtvorhaben mit jährlich 1,8 Mio. Euro.

Seit 2009 arbeiten Wissenschaftler mehrerer deutscher Universitäten und Hochschulen ge-meinsam an innovativen feuerfesten Werkstoffen und Materialien für den Einsatz in Hochtempera-turprozessen. Das gemeinsame Forschungsziel besteht in einer Reduzierung des Kohlenstoff-anteils dieser Feuerfestmaterialien, ohne deren wichtigste Eigenschaft – die Widerstandsfähigkeit gegen extreme Temperaturwechsel – aufzuge-ben. Die neuen Materialien sollen die Energie-effizienz metallurgischer Prozesse und die Rein-heit metallurgischer Erzeugnisse steigern sowie Schadstoffemissionen, v.a. in Form von CO2, reduzieren.

Ergebnisse und neue Vorhaben

In den vergangenen drei Jahren ist es den beteiligten Wissenschaftlern gelungen, Werkstof-fe zu generieren, die gegenüber herkömmlichen Feuerfestwerkstoffen etwa 33 % weniger Kohlen-stoff enthalten. Untersuchungen an der TU Berg-akademie Freiberg sowie im Forschungszentrum Jülich zeigen, dass diese neuen Materialien nach einem Thermoschock, trotz eines niedrigeren Kohlenstoffgehalts, eine höhere Restfestigkeit aufweisen als konventionelle Werkstoffe. For-scher der Universität Erlangen-Nürnberg konnten erfolgreich Mehrschichttechnologien entwickeln, mit denen aus keramischem Papier bzw. kerami-schen Folien „gewickelte“ Bauteile erzeugt wer-den können bzw. die das „Tapezieren“ von Ober-flächen erlauben. Außerdem erarbeitete das SPP Grundlagen, Spannungen und Verformungen in feuerfesten Materialien zu berechnen, die durch eine thermomechanische Belastung hervorgeru-fen werden. Dies soll zukünftig ermöglichen, lo-kale Schädigungen eines Werkstoffs zu beschrei-ben, durch Simulation vorherzusagen und, wenn möglich, durch ein geeignetes Werkstoff- oder Bauteildesign zu beeinflussen.

In der zweiten Programmphase von 2012 bis 2015 wollen die beteiligten Wissenschaftler und Doktoranden weitere Werkstoffvarianten er-

zeugen, u.a. durch die Erprobung neuer Zusätze wie beispielsweise nanoskaliger Additive oder die Optimierung von Bindersystemen. Weiterhin sol-len neue, komplexere Bauteilgeometrien entwi-ckelt und durch anwendungsnahe Testverfahren erprobt werden. Dafür steht zum einen an der TU Freiberg ein Metallguss-Simulator zur Verfügung, der industrienahe Versuche neuer Werkstoffe und Bauteile erlaubt. Zum anderen werden in einem Transferprojekt mit der Deutschen Edelstahlwer-ke GmbH Prototypen neuer Feuerfestwerkstoffe u.a. auf ihre Thermoschock- und Korrosionsbe-ständigkeit getestet. Wichtige Forschungsten-denzen im Bereich Feuerfestkeramik sollen im Rahmen einer Forschungsroadmap identifiziert und als eine Entscheidungsgrundlage zukünftiger Forschungsstrategien im Bereich Feuerfest auf-bereitet werden.

Schulungen für Doktoranden

Im Rahmen eines Auftaktkolloquiums an der TU Bergakademie Freiberg Mitte Oktober startete das SPP in die zweite Programmphase. Doktoranden und wissenschaftliche Nachwuchs-kräfte stellten die Ziele ihrer Teilprojekte für die nächsten drei Jahre vor. In seinem Auftaktvortrag gab Leandro Schötter, Verantwortlicher für den Bereich Verfahrenstechnik und Feuerfest bei der Deutschen Edelstahlwerke GmbH, einen Einblick in Erzeugnisse und Herstellungsverfahren des Unternehmens und in Anforderungen der Stahl-industrie an feuerfeste Materialien und Bauteile. Kenntnisse des industriellen Einsatzes von Feu-erfestmaterialien und zugehöriges Fachwissen werden Gegenstand von Schulungen sein, die das SPP vor allem jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern anbieten wird. Die Qualifi-kation des wissenschaftlichen Nachwuchses, so der Koordinator des Schwerpunktprogramms, Prof. Christos G. Aneziris, wird auch in der zwei-ten Phase einen hohen Stellenwert genießen. ■

Newsletter des SPP 14181/2012 3

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DFG Priority Progranm “FIRE“ Starts Second Program PhaseYoung Researchers Present their Subprojects

The Priority Program “FIRE,“ aiming at the development of a novel generation of refractory materials and components, will be continued. In mid-October, the program‘s coordinator, Prof. Christos G. Aneziris (TU Freiberg) started the se-cond program phase running from 2012 to 2015. The German Research Foun-dation (DFG) provides an annual funding of 1.8 million Euros.

Since 2009, researchers from several German universities have jointly worked on the development of refractory materials for high-temperature manufacturing processes. Their aim is to reduce the carbon content in refractories without limiting the materials‘ re-sistance againts thermal shocks. Novel ma-terials shall improve both the energy effici-ency of metallurgic processes and the purity of metall commodities. Moreover, emissions of pollutants including CO2 shall be reduced.

Results and New Projects

During the last three years, researchers have successfully created novel refractories, thereby reducing the carbon content of the-se materials by 33 %. Experiments run by researchers at the TU Bergakademie Frei-berg and the Forschungszentrum Jülich re-veal that, despite a lowered carbon content, after a thermal shock the residual strength of these novel materials is higher than for conventional materials. Researchers from the University of Erlangen-Nuremberg suc-ceeded in developing a multi-layer technolo-gy that allows for manufacturing “wrapped“ components of ceramic paper or foils and for “papering“ surfaces and linings. Moreover, fundamental approaches have been elabora-ted for computing tensions and deformations of refractory materials caused by thermo- mechanical stresses. These fundamentals are of utmost importance to evaluate local damages, to forecast them by means of sim-luations and, if possible, to affect them by ad-apting the materials design and the design of the particular component.

During the second program phase run-ning from 2012 to 2015 researchers involved in the Priority Program will be developing further materials, for instance by using nano-scale additives or improved binder systems. Moreover, new and complex components

will be developed and tested under realistic conditions. To this end, a metal melt simu-lator at the TU Bergakademie Freiberg will be employed. Also, a transfer project with the Deutsche Edelstahlwerke GmbH aims at tes-ting these novel materials for thermal shock and corrosion resistance. Research develop-ments in the field of refractories will be cap-tured by a refractory research roadmap, thus providing basic information for future strate-gic decisions.

Qualifying Ph.D. Students

An Opening Colloquium in October at TU Bergakademie Freiberg was used to start the Priority Program‘s second phase. Ph.D. students and young researchers presented aims of their subprojects. In his opening speech Leandro Schötter, responsible for process engineering and refractories at the Deutsche Edelstahlwerke GmbH, portrayed the company‘s products and technologies as well as demands of steel manufacturers concerning refractory materials and compo-nents. In this vein, the Priority Program will offer special trainings to its young resear-chers in order to broaden their knowledge and understanding of industrial applications of refractories. The program‘s coordinator, Prof. Christos G. Aneziris, emphasized that also during the second program phase a continuous professional and personal qualifi-cation of the doctoral students will be of great importance. ■

Fotos: Teilnehmer des Eröffnungskolloquiums

Photos: Participants of the Opening Colloquium

Newsletter des SPP 1418 1/20124

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Aus der aktuellen Forschung im SPP: Drei neue Projekte ergänzen das Forschungsprogramm

Feuerfestwerkstoffe müssen hohen thermischen und thermomechanischen Belastungen standhalten können. Drei neue Projekte unterstützen die dafür notwendigen Forschungsarbeiten in der zweiten Phase des SPP. Die neuen Projekte umfassen die Entwicklung eines neuen Verbundwerkstoffs, die Auf-klärung des Werkstoffverhaltens unter thermomechanischen Belastungen sowie Untersuchung von Verstärkungsmechanismen durch Rissflanken auf-grund einer Thermoschockbeanspruchung.

Dieses Projekt soll das Verhalten kohlenstoff-gebundener MgO-C-Feuerfestwerkstoffe unter thermozyklischer bzw. Thermoschockbeanspru-chung aufklären. Durch Variation des Anteils an Binder und Graphit sowie der Porosität und der Korngröße des MgO können Aussagen zur Rol-le des Gefüges, der Fähigkeit zur Bildung von Mikrorissnetzwerken und der quasi-plastischen Verformung getroffen werden.

Basis für die Charakterisierung der herzustel-lenden Werkstoffvarianten sind quasi-statische Druck-, Biege- und Spannungsrelaxationsversu-che. Mit diesen Prüfverfahren kann der Einfluss der Variation des Kohlenstoff- und des Graphit-anteils, der Porosität und der MgO-Korngrößen

grundlegend erforscht werden, so dass die an-schließenden zyklischen Versuche nur an zielfüh-renden, ausgewählten Werkstoffvarianten durch-geführt werden. Das Projekt leistet einen Beitrag zur Aufklärung des Schädigungsverhaltens und zur Ableitung von Lebensdauerbeziehungen kohlenstoffreduzierter Feuerfestmaterialien mit geringerer Oxidationsempfindlichkeit sowie der Fähigkeit eines geringeren „Carbon-Pick-up“ für Qualitätsverbesserungen in schmelzmetallurgi-schen Prozessen. Aus den Ergebnissen kann die Eignung dieser kohlenstoffreduzierten Werkstof-fe als Ersatz für konventionelle Feuerfestmateria-lien festgestellt werden. ■

Hochlegierte Stahlsorten werden im Unter-gussverfahren gefertigt, wobei die konventionell genutzten Schamottefeuerfestmaterialien mit der Stahlschmelze wechselwirken, woraus schlech-tere Stahleigenschaften resultieren. Projektziel ist deshalb die Generierung eines neuen Werkst-offes mit exzellenter Korrosions- und Temperatur-wechselbeständig (TWB). Werkstoffe auf Basis von Al2O3 sollten aufgrund thermodynamischer Betrachtungen korrosionsbeständig sein. Um die notwendige TWB sicherzustellen werden Al2O3-C, Al2O3-Mullit, Al2O3-ZrO2-TiO2 (AZT) und AZT-C untersucht. Der Kohlenstoff erhöht die TWB und verringert die Benetzung durch die

Schmelze. Sein Anteil soll mit Hilfe von nanoska-ligen Additiven minimiert werden. Durch die Aus-bildung der gefügeverstärkenden Verbindung-sphase Al3CON bleiben dabei die vorteilhaften Eigenschaften erhalten. Beim Alumina-Mullit wird die TWB durch die Mikrorissbildung aufgrund der Wärmedehnungdifferenz verbessert. Beim AZT bewirkt die In-situ-Zersetzung des Al2TiO5 die Mikrorissbildung. Die Kombination von AZT mit der C-Bindung lässt eine exzellente Korrosions- und TWB erwarten.

. ■

Zyklische und thermozyklische Beanspruchung von Feuerfest-werkstoffen im System MgO-C (TU Bergakademie Freiberg)

Teilprojektleitung:Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann

Projektmitarbeit:Dipl.-Ing. Johannes Solarek

Entwicklung innovativer kohlen-stoffgebundener Feuerfestsysteme für den Einsatz im Untergussver-fahren zum Vergießen von Stahl (TU Bergakademie Freiberg)

Teilprojektleitung:Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris

Projektmitarbeit:Dipl.-Ing. Jens Fruhstorfer

Für die Thermoschockschädigung bei feuer-festen Werkstoffen wurden bisher in Anlehnung an die bei technischen Keramiken wirksamen Mechanismen hauptsächlich die Prozesse an der Rissspitze verantwortlich gemacht. In den letzten Jahren hat sich dagegen die Forschung immer mehr auf den der Rissspitze nachfolgen-dem Bereich, den Rissflanken, verlagert. Die dort wirkenden Verstärkungsmechanismen wie z.B. Rissflankenreibung und Rissüberbrückung sind hauptsächlich abhängig von den verwendeten Aggregaten. Zur Untersuchung und Verbesse-rung des Thermoschockverhaltens von Feuer-betonen sollen in diesem Vorhaben (recycelte) eutektische Aggregate auf Basis von Al2O3-ZrO2-

SiO2 untersucht werden. Deren Vorteil liegt in der inneren Struktur, sprich der Vergrößerung der Phasengrenzflächen durch Dendriten, die für eine Erhöhung der Bruchenergie sorgen. Durch gezielten und realitätsnahen, zyklischen Thermo-schock zwischen zwei hohen Temperaturen soll ermittelt werden, unter welchen Bedingungen die innere Struktur der Aggregate und deren Größen im Bereich von 100 µm bis 6 mm einen Einfluss auf die Verstärkungsmechanismen besitzen, ohne dass durch zu schroffen Thermoschock po-sitive Prozesse überspielt werden. ■

Mikrostrukurelle Prozesse an der Rissflanke beim Einsatz eutektischer Aggregate bei Hochtemperaturwechsel- belastung (RWTH Aachen)

Teilprojektleitung:Prof. Dr. rer. nat. Rainer Telle

Projektmitarbeit:Dr. Thorsten TonnesenM. Sc. Jonas Schnieder

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Newsletter des SPP 14181/2012 5

Priority Program Research News: Three New Projects Amending the Research Program

Resistance against thermal and thermomechanical stress is critical for refrac-tory materials. Research required to obtain these properties will be supported by three new subprojects starting with in the Priority Program‘s second pha-se. The new subprojects are addressing the development of new composites, investigations of materials behavior under thermomechanical stress, and the exploration of reinforcing mechanisms of crack edges after a thermal shock.

High-alloyed steel grades are processed by ingot casting with conventional fire clay refractories regardless of the interactions with the steel melt and the resulting declined steel qualities. Consequently a new material with excellent corrosion and thermal shock resistance (TSR) shall be designed. Material based on alumina should be corrosion resis-tant due to thermodynamics. Furthermore, to ensure the TSR Al2O3-C, Al2O3-mullite, Al2O3-ZrO2-TiO2 (AZT) and AZT-C will be investigated. Carbon increases the TSR and decreases the wettability by the melt. The carbon content should be minimized by

adding nanoadditives. Due to the formation of the microstructure reinforcing intercon-necting phase Al3CON the positive charac-teristics remain. The improved TSR of alu-mina-mullite is derived from the difference in thermal expansions and therefore formation of micro cracks. In AZT the in-situ decom-position of Al2TiO5 causes the formation of micro cracks. Hence, for AZT in combination with the carbon bond, an excellent corrosion resistance and TSR may be expected. ■

Development of innovative carbon-bonded refractory systems for bottom-pouredsteel casting (TU Bergakademie Freiberg)

Subproject coordinator:Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris

Subproject assistance:Dipl.-Ing. Jens Fruhstorfer

The aim of this project is to explore the materials behavior of carbon-bonded Mg-O-C refractories under thermal and ther-momechanical stress. By varying the content of binder and graphite as well as the level of porosity and MgO grain size, the impact of the microstructure, the ability to form micro crack networks and quasi-plastic deforma-tion under thermo-cyclic stress or thermal shock will be determined.

The characterization of the materials generated in this project will be realized by means of quasi-static compression, bend-ing, and stress relaxation tests. These test-ing procedures permit a fundamental evalu-

ation of effects of varying carbon contents, porosity and MgO grain size on materials properties. Subsequent cyclic tests will be targeted at specific, relevant material ver-sions. The project will be contributing to a deeper understanding of damage behaviors and life span parameters of carbon-reduced refractories that possess a higher corrosion resistance and reduce the “carbon pick up” which, in turn, improves the quality of metal-lurgic products. The results of this project will help evaluating the applicability of carbon-reduced refractories as substitutes for con-ventional materials. ■

Cyclic and thermo-cyclic stress of MgO-C refractories(TU Bergakademie Freiberg)

Subproject coordinator:Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann

Subproject assistance:Dipl.-Ing. Johannes Solarek

Like in engineering ceramics the crack tip was held responsible for the damage through thermal shock in refractories. In the last years the area behind the advancing crack front was more and more the focus of atten-tion. The strengthening taking place in this wake region is essentially due to crack bridg-ing and friction between aggregates and ma-trix. These effects depend strongly on the aggregates size, properties and shape. To understand und improve the thermal shock behavior of castables different kinds of fused eutectic aggregates as replacement of grain fractions in the castables are examined. The inner structure of the eutectic aggregates

(Al2O3-ZrO2-SiO2), the higher surface area, increases the fracture energy. Thermal shock experiments between two high temperatures could reveal different resulting effects in the wake region of the crack than those observed during standardized thermal shocks. ■

Microstructural processes at the wake region of the crack in castables with eutectic aggrega-tes at high temperature thermal shock(RWTH Aachen)

Subproject coordinator:Prof. Dr. rer. nat. Rainer Telle

Subproject assistance:Dr. Thorsten TonnesenM. Sc. Jonas Schnieder

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Newsletter des SPP 1418 1/20126

Aneziris, C. G.; Dudczig, S.; Gerlach, N.; Berek, H.; Veres, D. (2010), „Ther-mal Shock Performance of Fine Grained Al2O3 Ceramics With TiO2 and ZrO2 Additions for Refractory Applications,“ Advanced Engineering Materi-als, Volume 12, Issue 6, pages 478–485, DOI: 10.1002/adem.201000037 .

Aneziris, C. G.; Geigenmüller, A. (2010), „Feuerfest und schadstoffarm“. forschung SPEZIAL Energie der DFG, S. 11-15.

Atanga, V. K.; Kappa, M.; Ohl, C.; Reschke, V.; Scheffler, M. (2011), „Microstructure and Properties of Novel-Type Alumina/Mullite Refractories from Alumina and Different Silica Sources“, International Conference on Refractories, 10.-11. Mai 2011, Prague, Czech Republic.

Atanga, V. K.; Scheffler, M. (2010), „Neuartige Aluminiumoxid-Mullit-Werk-stoffe für Feuerfestanwendungen: Herstellung und Steuerung der Mikro-struktur“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Atanga, V. K.; Scheffler, M. (2011), „Alumina/Mullite Composite Materials from Different Silica Sources: Structure and Thermal Properties“, European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (EURO-MAT), 12.-15. September 2011, Montpellier, France.

Atanga, V. K.; Scheffler, M. (2011), „Alumina-mullite Materials for Refractory Apllications. A Comparison of two Different Processing Routes“, 2. Freiber-ger Feuerfestforum, Freiberg, 09.12.2011.

Atanga, V. K.; Veit, P.; Rannabauer, S.; Scheffler, M. (2011), „Korund-Mullit: ein neuartiger Hochtemperatur-Kompositwerkstoff“, 14. Sommerkurs Werk-stoffe und Fügen am Inst. f. Werkstoff- und Fügetechnik, 23./24.09.2011, Magdeburg, ISBN 978-3-940961-56-3, S. 83-88.

Atanga, V. K.; Wilker, V.; Michailov, V.; Wolf, M.; Scheffler, M. (2010), „Novel alumina-mullite materials for refractory applications - production and charac-terization of microstructure“, Materials Science and Engineering Conference (MSE), 24-26 Aug 2010, Darmstadt, Germany.

Atanga, V. K.; Zhang, W.; Dreibati, O., Doynov, N.; Wolf, M.; Ossenbrink, R.; Michailov, V.; Scheffler, M. (2012), „Alumina-Mullite Materials for Refractory Applications: Microstructure, Physical and Finite Element Simulation of Thermal Shock Behavior, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 159-164.

Berek, H.; Aneziris, G.G.; Veres, D. (2012): „Interface Reactions in Fine-Grained Al2O3-Ceramics with TiO2- and ZrO2-Additions for Refractory Applications as Investigated by XCT and EBSD”, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 85-90.

Dudczig, S.; Aneziris, C. G. (2010), „Mikrorissstabilität und Temperaturbe-ständigkeit Al2O3-reicher Werkstoffe mit ZrO2-, TiO2- und /oder SiO2-dotie-rungen für feuerfeste Anwendungen“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Dudczig, S.; Aneziris, C. G. (2010), „Werkstoff- und Prozessevaluierung von Feuerfestsystemen in einem Stahlgusssimulator“, Freiberger Feuerfestfo-rum, Freiberg, 22.10.2010.

Dudczig, S.; Aneziris, C.G.; Ballaschk, U. (2012): “Testing of Thermal Shock Resistant Fine Grained Alumina Ceramics in a Metal Casting Simulator”, Refractories Worldforum , Volume 4, Issue 1, pp. 105-111.

Dudczig, S.; Aneziris, C. G.; Veres, D. (2010), „Material Properties of alumi-na ceramics with titania and zirconia additions for refractory applications,“ Materials Science and Engineering Conference (MSE), 24-26 Aug 2010, Darmstadt, Germany.

Fleck, M.; Pilipenko, D.; Spatschek, R.; Brener, E. A. (2010), „Fracture as a pattern formation process“, Phyiscal Review E/arXiv (submitted December 17, 2010), arXiv:1012.3945v1 [cond-mat.mtrl-sci].

Geigenmüller, A. (2011): “How to Improve Technology Transfer in Refractory Engineering”, UNITECR 2011, Oct 30 – Nov 2, 2011, Kyoto/Japan.

Geigenmüller, A. (2011): “Toward a Sustainable Refractory Education – A Service Engineering Approach”, UNITECR 2011, Oct 30 – Nov 2, 2011, Kyoto/Japan.

Geigenmüller, A.(2011): “Social Capital and Relationship Effectiveness in University-Firm Cooperation”, 2011 AMA Summer Marketing Educators’ Conference, August 5-8, San Francisco/USA.

Geigenmüller, A. Aneziris, C. A. (2010), „Feuer und Flamme für moderne Feuerfestkeramiken. DFG-Schwerpunktprogramm 1418 Feuerfest – Initiative zur Reduzierung von Emissionen – FIRE“, Jahresmagazin Ingenieurwissen-schaften. Im Fokus: Werkstofftechnologien, 2010, S. 134-137.

Geigenmüller, A.; Aneziris, C. A. (2011): „Implementierung von De-Commo-ditisierungsansätzen – eine explorative Untersuchung in der Feuerfestin-dustrie“, in: Enke, M.; Geigenmüller, A. (Hrsg.): Commodity Marketing. 2., überarb. und erw. Aufl., Wiesbaden, S. 343 – 362.

Geigenmüller, A., Schwertfeger, M. (2010), „Forschungs-Roadmap für den Bereich Feuerfestkeramik“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Götschel, I.; Hayashi, Y.; Kakimoto, K.-I.; Roosen, A. (2012), „Tape Casting of Al203, MgO, and MgAl2O4 for the Manufacture of Multilayer Composites for Refractory Applications“, Int. J. Appl. Ceram. Tech. 9, 2/2012, S. 329-340.

Götschel, I.; Roosen, A. (2010), „Herstellung mehrlagiger Feuerfest-Ver-bundwerkstoffe über das Foliengießverfahren mit optimierten thermischen und chemischen Eigenschaften“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Götschel, I.; Roosen, A. (2012), „Corrosion Resistance of Dense and Porous Tape-cast Oxide Refractories against CaO-Fe2O3-SiO2 Slag“, Refractories Worldforum 4, 1/2012, S. 137-142.

Götschel, I.; Roosen, A.; Hayashi, Y. (2010), “Tape Casting of Refractory Oxides and Multilayer Structures”, Materials Science and Engineering Conference (MSE), 24.-26.08.2010, Darmstadt, Germany.

Gutbrod, B.; Haas, D.; Travitzky, N.; Greil, P. (2010): „Flexible Fertigung feuerfester Formteile aus faserverstärktem präkeramischem Papier (PRE-CERP)“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Gutbrod, B.; Daniel Haas, D.; Travitzky, N.; Greil, P. (2011), „Herstellung feuerfester Werkstoffe auf Basis präkeramischer Papiere“, DKG-Handbuch: Technische Keramische Werkstoffe (Hrsg: Jochen Kriegesmann), Lose-blattsammlung, Kapitel 4.9.2.0, Seiten 1-18, 124. Ergänzungslieferung, September 2011.

Gutbrod, B.; Haas, D.; Travitzky, N.; Greil, P. (2011), „Preceramic Paper De-rived Alumina/Zirconia Ceramics“, Advanced Engineeering Materials, Article first published online: 17.MAR 2011, DOI:10.1002/adem.201100017.

Gutbrod, B.; Haas, D.; Travitzky, N.; Greil, P. (2011), „Herstellung feuerfester Werkstoffe auf Basis präkeramischer Papiere“, DKG-Jahrestagung, 28.-30.03.2011, Saarbrücken, Germany.

Haufe, J.; Bier T.; von Gynz-Rekowski, C.; Traon, N.; Telle, R.; Tonnesen, Th. (2011) „Characterization of Crack Formation in Refractory Concrete by the Use of Different Methods“,54. Internationales Feuerfest-Kolloquium 2011, Stahl und Eisen special, 19./20. Oktober 2011, Aachen, ECREF European Center for Refractories gem. GmbH, ISBN 978-3-00-034419-0 , S. 68-71.

Publikationen

Newsletter des SPP 1418

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1/2012 7

Haufe, J.; Von Gynz-Rekowski, C.; Bier, Th. A. (2012): “High Temperatur Behaviour of Spinel Castables – Impact on Microstructural Changes”, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 112-118.

Hein, J.; Kuna, M. (2010), „Numerische Besnspruchungsanalysen und bruchmechanische Festifkeitskriterien zur Optimierung der Thermoschock-beständigkeit von gradierten und geschichteten Strukturen aus Feuerfest-werkstoffen“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Henneberg, D.; Ricoeur, A. (2010), „Schädigungsmechanische Multiskalen-modellierung zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit und Restfestigkeit oxidischer Feuerfestwerkstoffe durch gezielte Beeinflussung der Mikrostruktur“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Henneberg, D.; Ricoeur, A. (2010), „A Continuum Damage Model for Cera-mic Materials Under thermal Shock Loadig Condition“, Materials Science and Engineering Conference (MSE), 24-26 Aug 2010, Darmstadt, Germany.

Henneberg, D.; Ricoeur, A. (2011), „Multiscale modeling for the simula-tion of damage processes at refractory materials under thermal shock“, GAMM2011, 18.-21. April 2011, Graz/ Austria, AMM, Volume 11, Issue 1 , pp. 151-152.

Henneberg, D.; Ricoeur, A. (2012), „Multiscale modeling for the simulation of damage processes at refractory materials under thermal shock“, Refracto-ries Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 165-168.

Pereira, A. H. A; Nascimento, A.R.C.; Exposito, C.C.D.; Martins, L.T.; Tonne-sen, Th., Rodrigues, J. A. (2012): „Elastic Moduli, Damping and Modulus of Rupture Changes in a High Alumina Refractory Castable due to the Different Types of Thermal Shock“, to be published in Boletin De La Sociedade Spañola De Cerámica y Vidrio.

Pereira, A. H. A.; Otani, L.; Rodrigues, J. A., Traon, N.; Telle, R.; Tonnesen, Th. (2011), „The Influence of Nonlinear Elasticity on the Accuracy of Thermal Shock Damage Evaluation by the Impulse Excitation Technique“, Interceram Refractories Manual 2/2011, S. 98-102.

Pilipenko, D.; Emmerich, H. (2010), „Microstructure simulations for a systematic mechanism-based development of thermal shock resistant ma-terials with reduced carbon content“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Pilipenko, D.; Natanzon, Y.; Emmerich, H. (2012): “Multiscale Modeling of Thermoshock in Aluminium Oxide Ceramics”, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 169-174.

Polsakiewicz, D.; Kollenberg, W. (2010), „Generativ hergestellte keramische Bauteile mit dreidimensional funktional-gradierten Strukturen“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Polsakiewicz, D.; Kollenberg, W. (2012): “Process and Materials Develop-ment for Functionalized Printing in Three Dimensions (FP-3D)”, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 151-158.

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Roungos, V.; Aneziris, C.G. (2012), „Improved thermal shock performance of Al2O3-C refractories due to nanoscaled additives“, Ceramics International, Volume 38, Issue 2, pp. 919-927, DOI: 10.1016/j.ceramint.2011.08.011.

Roungos, V.; Aneziris, C.G.; Berek, H. (2011): „Novel Al2O3-C Refractories with Less Residual Carbon Due to Nanoscaled Additives for Continuous Steel Casting Applications“, Advanced Engeneering Materials, DOI: 10.1002/adem.201100222 .

Roungos, V.; Aneziris, C.G.; Berek, H.; Skiera, E.; Thomser, C. (2012): „Advances of Nanoscaled Additives on the Thermo-mechanical Performance of Al2O3-C and MgO-C-Refractories“, Refractories Worldforum , Volume 4, Issue 1, pp. 91-104.

Da Silveira, W.; Falk, G. (2012): “Production of Refractory Materials with Cellular Matrix by Colloidal Processing”, Refractories Worldforum , Volume 4, Issue 1, pp. 143-150.

Scheithauer, U.; Haderk, K.; Rinter, H.-J., Petasch, U.; Michaelis, A. (2012): “Influence of the Kind and Amount of Pore Forming Agents on the Thermal Shock Behaviour of Carbon-free Refractory Components Produced by Multilayer Technology”, Refractories Worldforum , Volume 4, Issue 1, pp. 130-136.

Scheithauer, U.; Michaelis, A. (2010), „Thermoschockbeständige kohlen-stofffreie Feuerfestbauteile durch Mehrschichttechnologien“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Skiera, E.; Steinbrech, R. W. (2010), „Thermomechanische Charakteri-sierung kohlenstofffreier Feuerfestwerkstoffe“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Skiera, E.; Thomser, C.; Linke, J.; Roungos, V.; Aneziris, C. G. (2012): “Thermal Shock Testing of Different Carbon Bonded MgO-C Materials by Application of an Electron Beam Test Facility”, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 125-129.

Storm, J.; Hein, J.; Kuna, M. (2012): “Numerical Study to Optimize Thermal Shock Resistance of a FGM Nozzle”, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 175-180.

Traon, N.; Telle, R.; Tonnesen, Th. (2011) „Relevance of the Addition of PSZ in High Alumina Refractory Castables on Elastic, Thermo-Mechanical and Structural Properties“, 54. Internationales Feuerfest-Kolloquium 2011, Stahl und Eisen special, 19./20. Oktober 2011, Aachen, ECREF European Center for Refractories gem. GmbH, ISBN 978-3-00-034419-0, S. 30-33.

Traon, N.; Telle, R. (2010), „Ermittlung der Schädigung feuerfester Werk-stoffe nach Thermoschock durch Resonanzfrequenz-Dämpfungsanalyse“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Traon, N.; Tonnesen, Th.; Telle, R. (2012): “The Understanding of the Mi-crostrutural Changes of Refractory Castables after Thermal Shocks through Damping Measurements”, Refractories Worldforum , Volume 4, Issue 1, pp. 119-124.

Zehmisch, R.; Al-Zoubi, A.; Ray, S.; Trimis, D.; Ballani, F.; K.G. van den Boogart (2012): “Numerical Determinations of Effective Thermal Conductivity of Refractory Materials”, Refractories Worldforum, Volume 4, Issue 1, pp. 181-186.

Zehmisch, R.; Trimis, D. et all (2010), „Simulation und Optimierung der wärmetechnischen Eigenschaften von neuartigen kohlenstoffarmen oder kohlenstofffreien keramischen Werkstoffen für die Stahlindustrie“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Zhang, W.; Michailov, V. (2010), „Neuartige Aluminiumoxid-Mullit-Werkstoffe für Feuerfestanwendungen: Physikalische und FE-Simulation des Thermo-schockverhaltens“, Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 22.10.2010.

Publications

Newsletter des SPP 1418 1/20128

Aus der aktuellen Forschung im SPP:Temperaturwechselbeständigkeit Al2O3-reicher Werkstoffe mit Al2TiO5-Dotierungen

AZT-Keramik

Eine thermoschockbeständige Al2O3-Ke-ramik mit Zusätzen an 2,5 Ma.-% ZrO2 und 2,5 Ma.-% TiO2 wurde in der ersten Projektphase entwickelt. Aluminiumtitanat (Al2TiO5) wurde während der Sinterung zwischen den Al2O3-Körnern gebildet. Abb. 1 zeigt die Restfestigkei-ten einer bei 1650 °C gesinterten AZT-Keramik nach Abschrecken von 950 °C und 1200 °C. Die Festigkeit blieb nach einmaligem Abschrecken von 950 °C nahezu unverändert und war nur 15 % geringer als die Ausgangsfestigkeit, wenn der Werkstoff fünfmal von 950 °C abgeschreckt wurde. Nach Abschrecken von 1200 °C waren die Restfestigkeiten höher als direkt nach der Sinterung, sowohl nach einem als auch nach fünf Abschreckzyklen. Die hohe Thermoschock-beständigkeit beim Abschrecken konnte auf die teilweise Zersetzung von Aluminiumtitanat zu Al2O3 und TiO2, verbunden mit einer Volumen-schwindung, zurückgeführt werden.

Spinellmaterial mit Al2TiO5-Zusatz

Hauptziel der zweiten Projektphase ist die Übertragung des Wirkprinzips auf Al2O3-reichen Magnesiumaluminatspinell durch Zusatz von Al2TiO5 zur Spinellmatrix.

Zunächst wurden geeignete thermische Be-dingungen für die Bildung von Al2TiO5 aus Ko-rund und Rutil ermittelt (Abb. 2).

Eine Mischung von 88 Ma.-% des Al2O3-rei-chen Magnesiumaluminatspinell-Pulvers AR 78/Almatis (Partikelgröße < 20 µm) und 12 Ma.-% vorsynthetisiertem Al2TiO5 wurde erzeugt. Pro-bestäbe (4 mm x 5 mm x 45 mm) wurden herge-stellt und bei 1650 °C gesintert. Die Biegebruch-festigkeit des Werkstoffes nach der Sinterung wurde durch den Al2TiO5-Zusatz stark herabge-setzt (Abb. 3a). Die Thermoschockbeständigkeit beim Abschrecken wurde jedoch im Vergleich mit dem Werkstoff ohne Al2TiO5 verbessert. Der Festigkeitsabfall nach einmaligem Thermo-schock durch Abschrecken von 950 °C lag in ers-ten Versuchen bei 12,9 %. Die Restfestigkeiten nach fünfmaligem Abschrecken von 950 °C bzw. 1150 °C waren höher als die des Werkstoffs ohne Al2TiO5 (Abb. 3b). ■

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Autoren: Kirsten Moritz, Christos G. Aneziris, Daniela Hesky, Steffen Dudczig, TU Bergakademie Freiberg

Abb. 1: Biegebruchfestigkeit von AZT-Keramik nach der Sinterung bei 1650 °C und nach Thermoschock (TS).

Fig. 1: Bending strength of AZT ceramic after sintering at 1650 °C and after thermal shock (TS).

Abb. 2: Einfluss von Temperatur und Haltezeit auf den Gehalt an gebildetem Al2TiO5.

Fig. 2: Influence of temperature and holding time on the percentage of formed Al2TiO5.

Das Projekt „Mikrorissstabilität und Temperaturwechselbeständigkeit Al2O3-reicher Magnesiumaluminat-Spinell-Werkstoffe mit Al2TiO5-Dotierungen für feuerfeste Anwendungen“ zielt auf die Entwicklung oxidischer Feuerfestma-terialien mit erhöhter Thermoschockbeständigkeit durch Einbringen einer Zweitphase, deren temperaturabhängige Bildung und Zersetzung mit einer Volumenänderung verbunden ist.

Newsletter des SPP 14181/2012 9

Priority Program Research News:Thermal Shock Resistance of Al2O3-rich Materials Doped With Al2TiO5

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The research project “Microcrack stability and thermal shock resistance of Al2O3-rich magnesium aluminate spinel materials with Al2TiO5 additions for refractory applications” aims at the development of oxidic refractory mate-rials with enhanced resistance to thermal shock by incorporating a second phase whose formation and decomposition depending on temperature is ac-companied by a change in volume.

Abb. 3: Biegebruchfestigkeit des Spinellwerkstoffs mit und ohne Aluminiumtitanata) nach der Sinterung,

AZT ceramic

A thermal-shock resistant alumina cera-mic with additions of 2.5 wt% ZrO2 and 2.5 wt% TiO2 (AZT ceramic) has been develo-ped in the first project phase. Aluminium ti-tanate (Al2TiO5) was formed between the Al2O3 grains during sintering. Fig. 1 shows the residual bending strengths of AZT ce-ramic sintered at 1650 °C after quenching from 950 °C and 1200 °C. The strength did not change significantly after first quenching from 950 ° and was only 15 % lower than the initial strength when the material was quen-ched five times from 950 °C. After quenching from 1200 °C, the residual strengths were higher than directly after sintering, both af-ter one and five quenching cycles. The high thermal shock resistance on quenching can be attributed to the partial decomposition of aluminium titanate to Al2O3 and TiO2, ac-companied by a decrease in volume.

Spinel material with Al2TiO5 addition

Main aim of the second project phase is to transfer the basic principle on Al2O3-rich magnesium aluminate spinel by adding Al2TiO5 to the spinel matrix.

At first, suitable thermal conditions for the formation of Al2TiO5 from corundum and ruti-le were determined (Fig. 2).

88 wt% of the Al2O3-rich magnesium alu-minate spinel powder AR78/Almatis (particle size < 20 µm) were mixed with 12 wt% of pre-synthesized Al2TiO5. Test bars (4 mm x 5 mm x 45 mm) were produced by slip casting and sintered at 1650 °C. The bending strength of the as-sintered material was drastically re-duced by the addition of aluminium titanate (Fig. 3a). The thermal shock resistance on quenching, however, was improved in com-parison to the Al2TiO5-free material. The de-crease in strength after one thermal shock by quenching from 950 °C was 12.9 % in first experiments. The residual strengths when the samples were five times quenched from 950 °C or 1150 °C were higher than those of the material without Al2TiO5 (Fig. 3b). ■

b) nach Thermoschock.

Fig. 3: Bending strength of the spinel material with and without aluminium titanatea) as-sintered material, b) after thermal shock (TS).

Authors: Kirsten Moritz, Christos G. Aneziris, Daniela Hesky, Steffen Dudczig, TU Bergakademie Freiberg

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Newsletter des SPP 1418 1/201210

Konferenzen und Preise

Zwei wichtige Konferenzen für das SPP 1418 waren u.a. das 6. Internationale Feuerfest-Symposium in Zhengzhou/China und das 55. Internationale Feuer-fest-Kolloquium in Aachen. In Aachen wurde der diesjährige Gustav-Eirich-Preis für Arbeiten zu korrosionsbeständigen Feuerfestmaterialien vergeben, als wichtiger Beitrag für eine Ressourcen- und Umweltschonung.

Unter dem Titel „Refractories Serving Low Carbon Economy“ diskutierten in Zhengzhou/China Teilnehmer des 6. Internationalen Feuerfest-Symposiums - Wissenschaftler, Hersteller, Zulieferer und Anwender feuerfester Materialien - neue Lösungsansätze. Zwei führen-de chinesische Fachgesellschaften, die Chinese Ceramic Society und die Chinese Society for Me-tals, initiierten die Veranstaltung.

Das Symposium wurde durch Impulsvorträge internationaler Experten der Feuerfestforschung eröffnet. Als einer der eingeladenen Referenten präsentierte Prof. Christos G. Aneziris, Koor-dinator des SPP 1418, aktuelle Ergebnisse zur Reduktion von Kohlenstoff in feuerfesten Mate-rialien. Wissenschaftlern des SPP gelang es, durch nanoskalige Zusätze den Kohlenstoffanteil in Feuerfestmaterialien zu reduzieren und gleich-zeitig die Thermoschockbeständigkeit kohlen-stoffgebundener Werkstoffe zu verbessern.

Diese Ergebnisse sind vor allem für Aggre-gate in der Stahlerzeugung, wie beispielsweise Tauchausgüsse oder Filtermaterialien, wegwei-send. Zudem schaffen diese Erkenntnisse eine wertvolle Grundlage zur Erzeugung kohlenstoff-gebundener Filter mit höherer Filterkapazität und für größere Bauteile.

Für seine wissenschaftlichen Arbeiten zu kor-rosionsresistenten Feuerfestwerkstoffen wurde beim 55. Internationalen Feuerfest-Kolloquium in Aachen der mit 3.000 Euro dotierte Gustav-Eirich-Preis an Patrick Gehre von der TU Freiberg vergeben. Patrick Gehre überzeugte die international zusammengesetzte Fachjury mit grundlegenden Arbeiten zur Ent-wicklung von feuerfesten Werkstoffen für die Auskleidung von Biomasse- und Kohleverga-sungsanlagen. ■

Both the 6th International Symposium on Refractories“ in Zhengzhou/China and the 55th International Colloquium on Refractories in Aachen were of vital interest for the Priority Program. Appreciated for its contribution to resource efficiency and environmental protection, research work on corrosion-resis-tant refractories was awarded with the annual Gustav Eirich Award.

Entitled “Refractories Serving Low Carbon Economy,“ the 6th International Symposium on Refractories invited researchers, manu-facturers, suppliers, and users of refractories to Zhengzhou/China to discuss latest results in research, production, and application of refractories. The meeting had been jointly organized by two leading professional orga-nizations, namely the Chinese Ceramic Soci-ety and the Chinese Society for Metals.

Several international experts had been invited for opening speeches. Among them, Prof. Christos G. Aneziris, coordinator of the CRC 920, presented current research results on nano-engineered carbon-bonded refrac-tory materials. Researchers at TU Freiberg

successfully generated novel refractories with reduced carbon content and improved thermal shock behavior. These results are relevant especially with regard to compo-nents for steel casting, including nozzles and filter materials. Furthermore, these results are a first step towards carbon bonded filter production with higher filtration capacities and larger dimensions.

Patrick Gehre (TU Freiberg) received the annual Gustav Eirich Award, endowed with 3,000 Euro. An international experts‘ com-mittee achknowledged his approach to de-velop refractory materials for biomass and coal-to-gas plants.■

Conferences and Credits

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Newsletter des SPP 14181/2012 11

Terminkalender: 3. Freiberger Feuerfestforum und mehr

Im Dezember 2012 findet das 3. Freiberger Feuerfestforum statt, als gemeinsa-me Veranstaltung des Schwerpunktprogramms 1418, des Sonderforschungs-bereichs 920, des Vereins MORE e.V. und der Deutschen Gesellschaft für Ma-terialkunde (DGM) e.V. Für die Jahre 2013 und 2014 stehen weitere wichtige Termine bevor.

Am 7. Dezember 2012 wird das 3. Frei-berger Feuerfestforum an der TU Berg-akademie Freiberg stattfinden. Wissenschaftler des SPP sowie eingeladene Referenten gestal-ten mit Vorträgen und Diskussionsbeiträgen die gemeinsame Veranstaltung des Schwerpunkt-programms 1418, des Vereins MORE e.V. und des DGM/DKG-Fachausschusses „Feuerfest-werkstoffe“.

Außerdem wird der „Theodor-Haase-Preis“ für herausragende Diplom- bzw. Master-arbeiten durch den Verein MORE-Freiberg e.V. verliehen. Mit dem Theodor-Haase-Preis sollen hervorragende Diplom- und Masterarbeiten mit Schwerpunkt „Feuerfest – Hochtemperaturan-wendungen“ Anerkennung finden. Zur Erinnerung

an Theodor Haase und in Anerkennung seines Wirkens in der Ausbildung von Silikattechnikern vergibt der Verein MORE-Freiberg e.V. seit 2008 jährlich diesen Preis.

Im Anschluss findet eine gemeinsame Pos-terpräsentation des Schwerpunktprogramms 1418 und des Sonderforschungsbereichs SFB 920 „Multifunktionale Filter für die Metallschmel-zefiltration – ein Beitrag zu Zero Defect Materials“ statt. Ziel des SFB 920, der im Jahr 2011 durch die DFG an der TU Freiberg eingerichtet wurde, ist die Entwicklung innovativer Filterwerkstoffe und Filtersysteme, um die Reinheit von Metall-schmelzen zu steigern und die Qualität von Me-tallwerkstoffen zu erhöhen. ■

In December 2012, the Priority Program 1418, the Collaborative Research Cen-ter 920, the MORE e.V. and the German Society of Materials Science (DGM) will be jointly organizing the 3rd Freiberg Refractory Forum. Further important dates and events will be coming up in 2013 and 2014.

The 3rd Freiberg Refractory Forum will take place December 7th, 2012, at TU Freiberg. The conference, hosted jointly by the Priority Program, the MORE - Meeting of Refractory Experts Freiberg e.V. and the DGM/DGK expert group „Refractories,“ invi-tes representatives from research institutions and the industry to discuss latest issues in refractory research.

On this occasion, the “Theodor Haa-se Award“ will be assigned to candidates for outstanding diploma and master theses dealing with refractory and high-temperature applications. In rememberance and acknow-

ledgment of Theodor Haase and his commit-ment to the education of silicate engineers, since 2008 the MORE Freiberg e.V. awards this price on an annual basis.

Subsequently, a joint poster session of both the Priority Program and the CRC 920 will take place. The CRC 920, which has been established by the German Research Foundation (DFG) in 2011, aims at the de-velopment of innovative filter materials and filter systems capable to increase the cleani-ness of metal melts and to improve the quali-ty of metal materials. ■

Upcoming: 3rd Freiberg Refractory Forum and other events

1/2013

März 2013SPP-Schulung zur Herstellung von Feuerfestwerkstoffen (Freiberg)

10.-13.9.2013UNITECR 2013 Vancouver, Canada

23.-25.9.2014MSE 2014, Darmstadt

25.-26.9.2013 56. Internationales Feuerfestkolloquium Aachen

Herbst 2013 SPP-Exkursion mit Stahlwerksbesuch

1/2014

What is so fascinating about re-fractory materials?

Far more tonnage of these industri-al materials are sold annually than any others. However, the significance of them is so often forgotten. I think the future is looking at applying all these terrific tech-niques that we developed to this particu-lar area of materials.

Is there a gap between the relevan-ce of the refractory industry and its public perception?

The refractories have been around for so very long. It began with the cera-mic industry. And as such it suffers from a perception of old and not-technical, not-scientific approaches. What is of course absolutely not the case. These materials are often more complicated than any of the technical ceramic materials because of the inclusion of third and fourth pha-ses and these things, predominantly to produce create materials that are cost-effective. Using materials that can be found in nature as opposed to man-made provides us this cost effectiveness but it complicates a lot of the materials. And although perception of old and not-com-plex and not challenging for students, in fact, it is the opposite. Perhaps more challenging that those things people are going to.

How important are collaborations between refractory research and the industry?

Tremendously, I would say. Solving the problem is never enough. A prob-lem must be solved within a framework that will allow an industrial application. And so, by definition, by requirement, a strong interaction with industry gives you insight into whether or not that material, that particular solution path or hypothesis would potentially be the idealized if in fact successfully developed. That is really the driver for all refractory technical people to have strong industrial ties and to ap-preciate the actual problems. It would be very easy to study tundish materials and try to improve their lifetime. That would be a noble goal. The problem, however, is there is no need for an extended life-time if the nozzle lifetime is still as low as it is. If we developed improved nozzle materials we would immediately move to extend the lifetime of the tundish to try to make those things balanced. And this leads to a cost-effective application of refractories in the industry. Ultimately, reversing that logic, you’d need to think about that when you are doing research to make sure that you are doing research in the correct area and research that can be applied in the industry.

Did you find interesting starting points for working relationships bet-ween your department an the research groups in Freiberg?

Absolutely! We have spent more than ten years looking at nozzle clog-

ging, trying to prevent the attach-ment of inclusions to the refractory surfaces. Now they are turning this around trying to promote the same attachments to the refractory materials. And so, all the efforts that we have esta-blished over that ten year period now find a new application. So sure, that is very exciting to see where you might input to help changing lives, to help train students in an area where you have a special ex-pertise that was not really being utilized any longer as we have been away from nozzle clogging projects for nearly ten years. So this gives us an opportunity to dig up all our research and see if we can apply that in a new way. This is always a nice way to find yourself in your work. In particlular when there are so few refrac-tory researchers in the world is it always nice to try to interact as much as possi-ble. I very much look forward to envisi-oning future collaboration and areas that make sense for both groups. ■

Herausgeber / EditorProf. Dr.-Ing. habil. Christos G. AnezirisTU Bergakademie FreibergInstitut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik09599 Freiberg

Tel.: +49-3731-39-2505Fax: +49-3731-39-2419E-Mail: aneziris@ikgb.tu-freiberg.de

Newsletter des SPP 1418 1/201212

Redaktion & Layout / Editorial OfficeProf. Dr. habil. Anja GeigenmüllerTU IlmenauFachgebiet MarketingTel.: +49-3677-69-4085Fax: +49-3677-69-4223E-Mail: anja.geigenmueller@tu-ilmenau.de

Fotos / PhotosTU Bergakademie Freiberg, Refratechnik GmbH

Druckversion / Print VersionTU Bergakademie Freiberg, Medienzentrum

erstellt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG

Feuerfestforschung im Spannungsfeld zwischen Wissenschaft und IndustrieInterview mit Jeffrey D. Smith (Missouri State University of Science and Technology, USA)

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Impressum

Foto/Photo: Professor Jeffrey D. Smith.

„Feuerfest-Forschung muss sich an der Anwendbarkeit unter industri-ellen Bedingungen messen lassen“, so Jeffrey D. Smith. Während eines Gastaufenthaltes an der TU Freiberg im Juli 2012 präsentierte der ameri-kanische Wissenschaftler aktuelle Forschungsergebnisse zu Determinan-ten und Auswirkungen des Clogging bei der Stahlherstellung.