Feuerfester Werkstoff

Als feuerfeste Werkstoffe oder Hochtemperaturwerkstoffe bezeichnet man in der Technik im Allgemeinen keramische Erzeugnisse und Werkstoffe mit einer Einsatztemperatur von über 600 °C. Laut Definition (DIN 51 060) sind jedoch nur Werkstoffe mit einem Kegelfallpunkt größer SK 17 (= ISO 150) – was in etwa 1500 °C entspricht – als feuerfest zu bezeichnen. Diese Grenztemperatur entspricht ungefähr dem Schmelzpunkt von Eisen und ist zoll- und bergbaurechtlich von Belang.

Zu den feuerfesten Werkstoffen im weitesten Sinne könnten auch die im Bauwesen verwendeten Brandschutzplatten gezählt werden, die teilweise ähnlich aufgebaut sind, teilweise jedoch nur für einmalige Brandbeanspruchung ausgelegt sind, so etwa GKF Gipskartonplatten.

Die Hauptkomponenten anorganischer nichtmetallischer Materialien (Keramik und Glas, Glaskeramik, Glasfasern und Mineralfasern) sind die Oxide Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Zirconiumoxid und Chromoxid. Zudem sind Kohlenstoff (C) und Siliciumcarbid (SiC) wichtige Komponenten. Außerdem muss man die sog. Refraktärmetalle (Molybdän, Wolfram) sowie die Platingruppenmetalle (Edelmetalle) und ihre Legierungen auf Grund ihrer hohen Schmelzpunkte und ihrer chemischen Beständigkeit gegenüber vielen Schlacken und Schmelzen zu den feuerfesten Werkstoffen zählen.

Genauer wäre folgende Definition: Refraktärwerkstoffe sind metallische und keramische Materialien für Einsatztemperaturen (ab 300 °C) über 600 °C (hier gibt es keine allgemeingültige Definition!) bis über 1700 °C, die im direkten Wärmekontakt zu einem Hochtemperaturprozess (z. B.: Schmelzen von Metallen oder Glas; Brennen von Keramik) und zu seinen thermischen Folge- und Nebenprozessen (Formgebung, Wärmebehandlung,..) stehen.

Hauptanwendungszweck der feuerfesten Werkstoffe sind also Ofenauskleidungen der Eisen- und Stahl-, Glas-, Aluminium-, Zement- und keramischen Industrie sowie formgebende Werkzeuge in den genannten Industriezweigen. Dabei spielt bei der Auswahl der für einen Prozess geeigneten Werkstoffe nicht nur die Temperatur eine wichtige Rolle, sondern auch die Atmosphäre, die minimale zeitliche Haltbarkeit bzw. Einsatzfähigkeit, die chemische Beständigkeit, die erreichbare mechanische Festigkeit u. a. m.