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Lanzen-Spitze aus Bor-Nitrid-Verbundkeramik zum Eintauchen in geschmolzenen Stahl

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Lanzenspitze aus Bornitrid-Keramik

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Was ist eine Lanzen-Spitze?

In der Stahlherstellung ist eine Lanzen-Spitze das am Ende eines Tauchrohrs angebrachte Bauteil. Sie dient der Zuführung von Gasen, der Einspritzung von Pulvern oder der Entnahme von Proben und der Durchführung von Messungen, während sie direkt der Stahlschmelze oder der Schlackenschmelze ausgesetzt ist. Die Baugruppe umfasst ferner eine Ummantelung, die das Verbundrohr in Längsrichtung umschließt und mit einem Inertgas beaufschlagt werden kann, um eine Verunreinigung des Verbundrohrs und der eingetauchten Schmelzoberfläche durch Flüssigkeiten zu mindern.

Je nach Verfahren kann eine Lanzen-Spitze für folgende Zwecke eingesetzt werden:

Temperaturmessung von geschmolzenem Stahl
Einblasen von Sauerstoff oder Inertgas
Einblasen von Legierungspulver
Stahlveredelung
Entgasungsprozesse
Stranggießverfahren

Da die Spitze das einzige Teil ist, das direkt in die Metallschmelze eingetaucht ist, ist sie einer der härtesten Umgebungen in Stahlwerken ausgesetzt.
Typische Betriebsbedingungen sind:

Temperaturen über 1.600 °C
Thermoschock bei wiederholtem Eintauchen
Chemische Belastung durch geschmolzenen Stahl und Schlacke
Mechanische Erosion durch den Metallfluss
Oxidierende oder reduzierende Atmosphären

Diese extremen Bedingungen machen die Materialauswahl zu einem der wichtigsten Konstruktionsaspekte. Daher empfiehlt Innovacera für diese Anwendung Bor-Nitrid-Verbundkeramik (BMZ), die sich bei Kunden bewährt hat und hervorragende Rückmeldungen erhalten hat.

Warum sollte man sich für Bor-Nitrid-Verbundkeramik (BMZ) für Lanzen-Spitzen entscheiden?

Bor-Nitrid-Verbundkeramik (BMZ) hat sich als Material der Wahl für Bauteile in Tauchrohren etabliert. Ihre überragende Leistungsfähigkeit beruht auf der Kombination der hervorragenden Nichtbenetzbarkeit von Bornitrid mit der durch Zirkonoxid erhöhten mechanischen Festigkeit.

Zu den wichtigsten Vorteilen zählen:

1. Hervorragende Beständigkeit gegen Benetzung durch geschmolzenen Stahl

BMZ weist eine extrem geringe Benetzbarkeit gegenüber geschmolzenem Stahl und Schlacke auf. Dies minimiert die Metallanhaftung, trägt zur Aufrechterhaltung präziser Gasdurchflussraten bei und reduziert den Reinigungsaufwand.

2. Hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit

Lanzenspitzen sind häufig schnellen Temperaturschwankungen zwischen Raumtemperatur und der Temperatur von geschmolzenem Stahl ausgesetzt. BMZ hält wiederholten Temperaturwechseln stand, wobei das Risiko von Rissbildung sehr gering ist.

3. Hohe Temperaturstabilität

BMZ behält seine Formstabilität auch bei kontinuierlicher Einwirkung von Stahlherstellungstemperaturen bei. Dies gewährleistet eine gleichbleibende Leistung über mehrere Eintauchzyklen hinweg.

4. Einfache Präzisionsbearbeitung

BMZ lässt sich mit hoher Präzision zu komplexen Geometrien bearbeiten.

5. Lange Lebensdauer
Durch ihre Beständigkeit gegen Thermoschock, chemische Erosion und das Anhaften von geschmolzenem Metall bieten BMZ-Lanzenspitzen in der Regel eine längere Lebensdauer als herkömmliche Keramikwerkstoffe. Eine längere Lebensdauer bedeutet:

Seltenerer Austausch
Geringerer Wartungsaufwand
Niedrigere Betriebskosten
Höhere Produktionseffizienz