BOF-Abstichloch-Erosion: Ursachen und wie man sie verlangsamt

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Von , Technischer Vertriebsleiter, YK Chanshine · Veröffentlicht am 4. November 2026 · 14 Min. Lesezeit

Kurzantwort: Ein Konverterabstichloch verschleißt schnell, weil bei jeder Schmelze immer dieselben drei Belastungen nacheinander auftreten. Heiße Luft und Ofengas verbrennen den Kohlenstoff aus der Bohrungswand. Anschließend wäscht der Stahlstrahl diese geschwächte Schicht ab, und die durchfließende Schlacke greift am Ende des Abstichs den Rest an. Temperaturschocks und grobe Handhabung führen zusätzlich zu Rissen und Abplatzungen. Der Verschleiß lässt sich an vier Stellen verlangsamen: mit einer dichten, hochreinen kohlenstoffgebundenen Muffe, einer glatten Bohrung und einem sauberen, passgenauen Einbau, einer Abstichführung mit wenig Sauerstoff, FeO und Schlackenübertrag sowie der regelmäßigen Messung des Lochs nach jeder Schmelze, damit es zum geplanten Zeitpunkt und nicht erst nach einem misslungenen Abstich gewechselt wird.

Sauerstoffkonverter in Abstichposition mit glühender Öffnung in einem Stahlwerk, Titelbild für einen Fachartikel zum Verschleiß des BOF-Abstichlochs

Warum das Abstichloch die am stärksten beanspruchte Stelle im Gefäß ist

Die Lebensdauer einer Konverterauskleidung wird in Tausenden von Schmelzen gemessen. Beim Abstichloch sind es deutlich weniger. Die Werke ersetzen die Abstichlochmuffe während einer einzigen Konverterkampagne viele Male, und jeder Wechsel bedeutet einen Stillstand, Arbeitsaufwand und das Risiko eines misslungenen ersten Abstichs.

Der Grund wird deutlich, wenn man sich ansieht, was das Loch leistet. Überall sonst im Gefäß ist die Auskleidung Schlacke und Stahl ausgesetzt, die stillstehen oder sich langsam bewegen. Am Abstichloch wird die gesamte Schmelze flüssigen Stahls durch eine Bohrung mit wenigen hundert Millimetern Durchmesser gepresst. In einer Studie zum Konverterabstich wurden Löcher mit einem Durchmesser von 200 bis 220 mm simuliert (Materials, 2023). Eine einfache Berechnung anhand der Flüssigkeitshöhe vermittelt einen Eindruck von der Geschwindigkeit. Bei 1 bis 2 m Stahl über dem Loch beträgt die ideale Ausströmgeschwindigkeit etwa 4,4 bis 6,3 m/s. Die tatsächlichen Geschwindigkeiten sind wegen der Verluste geringer, aber die Größenordnung ist klar: Ein schneller, heißer und abrasiver Strahl trifft auf eine kohlenstoffgebundene Wand.

Drei Fotos: Konverter in Abstichposition, Hallenboden der Konverterhalle und hohe kohlenstoffgebundene Formen, die in einer Werkstatt für Feuerfestmaterialien aufrecht gelagert werden

Das Abstichloch hat außerdem den härtesten Betriebszyklus. Wenn Stahl fließt, ist es heiß, dann liegt es Luft und Gasen offen, dann ist es geschlossen oder gefüllt und wird anschließend wieder erhitzt. Nur an wenigen anderen Stellen in einem Stahlwerk wechseln diese Zustände bei jedem Abstich.

Zwei veröffentlichte Fachbeiträge belegen die beiden wichtigsten Verschleißmechanismen. Eine Studie aus dem Jahr 2013 zu Konverter-Abstichlochhülsen nennt die Erosion durch den Stahlstrom und die Oxidation als Mechanismen, denen das Feuerfestmaterial widerstehen muss (ABM Proceedings, 2013). Eine Übersicht zu Verschleißzonen in LD-Konvertern ordnet die Abstich- und Schlackenzonen chemischen Angriffen, also Korrosion und Oxidation, zu (ABM Proceedings). Beide Beiträge liegen nur als Abstracts vor; deshalb nutze ich sie für die Mechanismen, nicht für Zahlen.

Ein Schmelzzyklus im Leben eines Abstichlochs

Gehen Sie einen einzelnen Schmelzzyklus durch, und Sie sehen, woher die Schäden kommen.

  1. Nach dem Abstich. Der Konverter wird wieder aufgerichtet. Die Bohrung ist heiß und leer, und Luft sowie Ofengas können hindurchströmen.
  2. Verschließen und Beschicken. Das Loch wird gemäß Ihrer Vorgehensweise gereinigt und gefüllt oder abgedeckt. Schrott und Roheisen werden eingebracht, und das Gefäß wird hin und her gekippt.
  3. Blasen. Das Loch liegt hinter der Auskleidung bei hoher Temperatur, wobei Wärme von innen eindringt.
  4. Abkippen und Probenahme. Das Gefäß wird erneut gekippt, und beim Nehmen einer Probe können Schlacke oder Gas in das Loch gelangen.
  5. Abstich. Das Loch wird geöffnet. Zuerst fließt Stahl hindurch, am Ende folgt Schlacke, die manchmal durch einen Wirbel vorzeitig mitgerissen wird.

In den Schritten 1, 2 und 4 geht Kohlenstoff verloren. In Schritt 5 wird die geschwächte Oberfläche abgetragen und die Schlacke entfaltet ihre Wirkung. Dann beginnt der Zyklus von vorn.

Schnittzeichnung einer BOF-Konverter-Abstichlochhülse mit Einlaufkante, Bohrungswand, Auslauföffnung und Verschleißzonen an der Hülsenverbindung sowie Stahlstrom und Schlacke

Die fünf Arten des Verschleißes am BOF-Abstichloch

1. Abbrand und Auswaschung: der Hauptzyklus

Kohlenstoff hält eine Magnesia-Kohlenstoff-Hülse zusammen und hält Schlacke von ihr fern. Wenn zwischen zwei Abstichen Luft oder heißes Gas an die Bohrungswand gelangt, verbrennt der Kohlenstoff nahe der Oberfläche. Übrig bleibt eine dünne, poröse Schicht aus Magnesiakörnern, die nichts mehr zusammenhält.

Diese Schicht hält nicht lange. Sobald der Stahlstrom einsetzt, trägt er sie innerhalb weniger Minuten ab. Die darunterliegende Oberfläche ist dann im nächsten Zeitraum zwischen zwei Abstichen Luft und Gas ausgesetzt. Bei jedem Zyklus wird ein wenig Material abgetragen, und die Bohrung wird größer. Wir nennen es Abbrand und Auswaschung, weil keine der beiden Phasen allein wirkt. Ohne die Oxidation träfe der Strom auf starkes, kohlenstoffgebundenes Material. Ohne den Strom würde die oxidierte Schicht einfach liegen bleiben und den Rest schützen.

Deshalb hilft auch eine Hülse mit den richtigen Antioxidantien und geringer Porosität. Das Prinzip ist dasselbe wie in unserem Whitepaper über den Kohlenstoffverlust von MgO-C-Steinen: Wird der Kohlenstoffverlust verlangsamt, kann die Auswaschung weniger Material abtragen.

2. Strömungserosion an der Einlaufkante

Am Ende der Bohrung auf der Heißseite beschleunigt der Strom zuerst. Die Kante ist dort der höchsten Scherbeanspruchung ausgesetzt. Eine scharfe oder ungleichmäßige Einlaufkante stört den Fluss und erhöht die Turbulenz. Dadurch verschleißt die Kante schneller, was den Fluss weiter verschlechtert. Ein glatter, abgerundeter Einlauf bremst diese Kettenreaktion.

3. Schlacke am Ende des Abstichs

Schlacke ist reich an FeO und greift sowohl die Magnesia als auch den Kohlenstoff an. Am stärksten ist die Belastung gegen Ende des Abstichs, wenn der Stahlspiegel über dem Loch sinkt und sich ein Wirbel bildet. Eine Simulationsstudie zum Konverterabstich ergab, dass Schlacke bei einer Neigung von 90 Grad nach etwa 43 s aus dem Loch austrat und sich nach etwa 50 s ein stabiler Wirbel bildete. Bei Neigungen von 100 und 105 Grad verzögerte sich die Wirbelbildung auf etwa 71 s beziehungsweise 74 s. Größere Löcher ließen den Wirbel früher entstehen: Der Wirbel setzte bei einem 200-mm-Loch nach 68,8 s ein, bei 210 mm nach 62,6 s und bei 220 mm nach 57,1 s (Materials, 2023). Dies sind Simulationsergebnisse für ein bestimmtes Gefäß und keine allgemeingültige Regel, doch die Tendenz ist aufschlussreich. Durch ein größeres Loch kann sich der Wirbel früher bilden, und je früher das geschieht, desto mehr Schlacke strömt durch die Hülse.

4. Thermoschock

Die Bohrung geht von einem abgekühlten, manchmal gefüllten Zustand in einen vollen Stahlstrom mit mehr als 1.600 °C über. Risse breiten sich quer durch die Hülse und entlang der Fugen aus. Sie bieten Luft und Schlacke einen Weg ins Material und führen dazu, dass sich unter dem Strom Stücke ablösen.

5. Handhabung und Einbau

Stangenstoßen, Reinigen, schräg eingebrachte Einsatzstoffe und ein Spalt zwischen Hülse und umgebendem Futter verursachen Schäden, die sich durch keine Materialqualität beheben lassen. Stahl dringt schnell in einen Spalt ein. Eine schlecht sitzende Hülse kann von außen nach innen versagen, während die Bohrung noch einwandfrei aussieht.

Wie sich die Faktoren gegenseitig verstärken: Abbrand und Auswaschung erweitern die Bohrung. Eine größere Bohrung lässt den Stahlspiegel früher absinken. Dadurch entsteht der Wirbel früher, der mehr Schlacke durch das Loch treibt. Mehr Schlacke lässt die Hülse schneller verschleißen. Unterbrechen Sie die Kettenreaktion an irgendeiner Stelle, verlangsamt sich auch der Rest.

Was ein verschlissenes Loch für Ihren Abstich bedeutet

Sie müssen nicht warten, bis die Hülse versagt, um die Auswirkungen zu spüren.

  • Die Abstichzeit verändert sich. Durch eine weitere Bohrung entleert sich das Gefäß schneller. Eine raue oder außermittige Bohrung kann den Strahl verlangsamen oder stören.
  • Der Strahl fächert sich auf. Ein breiter, turbulenter Strahl nimmt auf dem Weg zur Pfanne tendenziell mehr Luft auf, was die Aufnahme von Sauerstoff und Stickstoff begünstigt. Die Auswirkungen setzen sich im weiteren Prozess fort: Je sauberer der Stahl in die Pfanne gelangt, desto einfacher ist die nachfolgende Arbeit am Verteiler, wie wir in unserem Artikel über Strömungskontrolle und Sauerstoff im Verteiler erläutern.
  • Der Schlackenübertritt nimmt zu. Der Wirbel setzt früher ein und lässt sich schwerer stoppen. Mehr Schlacke in der Pfanne bedeutet mehr Pfannenschlackenbehandlung und ein höheres Risiko für die Schlackenlinie der Pfanne.
  • Der Strahl wird anders ausgerichtet. Eine ungleichmäßige Bohrung kann den Strahl auf den Pfannenrand oder am Zentrum vorbei lenken.
  • Legierungszugaben werden weniger zuverlässig. Ein schnellerer oder unregelmäßiger Abstich verändert, wie sich Legierungen auflösen und wie viel davon in die Schlacke verloren geht.

Die meisten Anlagen legen einen Grenzwert für die Lochgröße oder die Abstichzeit fest. Entscheidend ist, wie schnell Sie sich diesem Grenzwert nähern – dafür sind Messungen nötig.

Das eigene Abstichloch auswerten

Bei jedem Abstich liefert das Abstichloch Daten, wenn Sie sie erfassen. Der folgende Plan ist einfach und erfordert keine spezielle Ausrüstung.

Messen Sie bei jeder Schmelze oder zumindest alle paar Schmelzen. Verwenden Sie eine Lehre oder einen kalibrierten Stab, um den Bohrungsdurchmesser zu erfassen. Notieren Sie daneben die Anzahl der Schmelzen und die Abstichzeit.

Tragen Sie den Durchmesser gegen die Anzahl der Schmelzen auf. Eine gerade Linie bedeutet gleichmäßigen Verschleiß. Eine nach oben gekrümmte Linie bedeutet, dass die kohlenstofffreie Schicht tiefer wird oder Schlacke die Oberhand gewinnt. Ein plötzlicher Sprung bedeutet einen Riss, eine abgesplitterte Einlasskante oder ein Versagen der Fuge.

Sehen Sie sich an, wo der Verschleiß auftritt. Fotografieren Sie beim Wechsel der Hülse die Einlasskante, die Bohrungswand und den Auslass.

Sichtbarer Befund Wahrscheinliche Ursache Zuerst prüfen
Abgerundete, ausgespülte Einlasskante Strömungserosion und vorzeitiger Schlackenübertritt Einlassform, Kippgeschwindigkeit, Schlackenstopp
Gleichmäßig erweiterte, glatte Bohrung Abbrand und Auswaschung Zeit zwischen den Abstichen, Dichte und Kohlenstoffgehalt der Hülse
Eine Seite stärker verschlissen als die andere Der Strahl trifft auf eine Seite oder ist schlecht ausgerichtet Einbauwinkel und Sitz der Fuge
Risse quer durch die Bohrung oder den Auslass Thermoschock Abkühl- und Aufheizroutine, Graphitgehalt der Hülse
Stahlspuren entlang der Hülsenfuge Spalt oder lockerer Sitz Hinterfüllmasse, Fugenfüllung, Vorwärmung
Schlackefarbene, glasige Bohrungsoberfläche Schlacke am Ende des Abstichs Schlackenübertritt, FeO am Abstichende

Eine einzelne Hülse kann täuschen. Vergleichen Sie zwei oder drei nacheinander, bevor Sie ein Fazit ziehen.

Verschleiß verlangsamen: Hülse, Einbau, Vorgehensweise, Wartung

Eine einzelne Maßnahme reicht nicht aus. Anlagen, die die Standzeit des Abstichlochs verlängern, kümmern sich in der Regel um alle vier folgenden Punkte.

Material der Hülse

  • Kornqualität. Hochreines, vorzugsweise schmelzgegossenes Magnesia mit wenig Siliziumdioxid und Kalk widersteht Schlacke besser. Auf unserer Seite zu MgO-C-Steinen finden Sie die von uns hergestellten Sorten.
  • Dichte. Eine geringere offene Porosität bedeutet, dass weniger Luft und Schlacke in den Werkstoff eindringen können.
  • Kohlenstoff und Antioxidantien. Kohlenstoffquelle und Antioxidantienpaket werden auf den Wechsel zwischen Abbrand und Auswaschung abgestimmt, nicht auf eine Schlackenlinie. Eine Manschette, die zwischen den Abstichen der Luft ausgesetzt ist, braucht eine andere Zusammensetzung als ein Stein, der unter Schlacke liegt.
  • Anpassung an die Umgebung. Die Manschette sollte sich so ausdehnen und zusammenziehen, dass die Fuge nicht reißt.

Geometrie und Einbau

  • Eine glatte Bohrung mit abgerundetem Einlauf verringert die Turbulenzen am ersten Kontaktpunkt.
  • Manschettenlänge und Wandstärke bestimmen die Verschleißzugabe. Lassen Sie sich eine Zeichnung passend zu Ihrem Gefäß anfertigen, keine allgemeine Standardzeichnung.
  • Eine saubere, vollständig gefüllte Fuge. Hinterfüllmasse oder Gießmasse sollte den Zwischenraum lückenlos ausfüllen. Wärmen Sie die neue Manschette gemäß den Empfehlungen Ihres Lieferanten vor.
  • Zentrierung und Winkel. Eine Manschette, die ein paar Grad schief sitzt, verschleißt auf einer Seite und lenkt den Strahl am Ziel vorbei.

Abstichpraxis

  • Sauerstoff am Endpunkt und FeO-Gehalt der Schlacke. Eine stark oxidierte Schmelze greift den Kohlenstoff in der Manschette und der Auskleidung an. Weniger Sauerstoff beim Abstichende hilft allem, nicht nur dem Abstichloch.
  • Kippwinkel und Geschwindigkeit. Die obige Simulation legt nahe, dass der Kippwinkel beeinflusst, wann der Wirbel entsteht. Eigene Versuche zeigen Ihnen, was bei Ihrem Gefäß funktioniert.
  • Schlackestopp. Ein guter Schlackestopper oder ein Erkennungssystem verkürzt die Zeit, in der Schlacke durch die Manschette fließt.
  • Zeit zwischen den Abstichen. Weniger Kontakt mit Luft und Gas bedeutet weniger Kohlenstoffabbrand.
  • Schonendes Reinigen und Verschließen. Stoßen Sie das Loch vorsichtig durch und reinigen Sie es. Vermeiden Sie Abplatzungen an der Eintrittskante.

Wartung

  • Heißreparatur der Öffnung, sofern es die Praxis im Werk erlaubt. Auf der Seite Feuerfestmaterialien für BOF-Konverter finden Sie die von uns angebotenen Reparaturmaterialien.
  • Geplanter Wechsel. Richten Sie den Manschettenwechsel nach einem gemessenen Grenzwert und, wenn möglich, nach einem weiteren geplanten Stillstand aus.
  • Halten Sie Ersatzteile bereit und wärmen Sie sie vor. Ein reibungsloser Wechsel schützt den ersten Abstich.
Vier-Spalten-Diagramm zu Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer des BOF-Abstichlochs: Manschettenmaterial, Geometrie und Einbau, Abstichpraxis, Wartung

Kosten pro Erhitzung berechnen

Der Preis der Manschette allein ist die falsche Kennzahl. Verwenden Sie stattdessen diese:

Kosten pro Erhitzung = (Manschettenkosten + Montagekosten + Kosten des Stillstands) / Erhitzungen bis zum Wechsel

Die Kosten des Stillstands sind oft höher als die Kosten der Buchse. Deshalb kann eine günstigere Buchse, die weniger Abstiche hält, pro Abstich teurer sein. Zur Veranschaulichung: Hält eine Buchse 30 Prozent länger, sinken die Kosten pro Abstich auf etwa 77 Prozent des ursprünglichen Werts, also um 23 Prozent, noch ohne den Vorteil weniger Stillstände und misslungener Abstiche einzurechnen.

Schematische Darstellung des BOF-Stichlochdurchmessers in Abhängigkeit von den Abstichen mit gleichmäßigem Verschleiß, beschleunigtem Verschleiß und geplantem Wechselzeitpunkt

Was du uns für ein Angebot senden solltest

Wir fertigen kohlenstoffgebundene Feuerfestmaterialien in unserem eigenen Werk. Je mehr Angaben aus der folgenden Liste du zu einer Stichlochbuchse senden kannst, desto genauer fällt unser erster Vorschlag aus.

  1. Konverterkapazität und Stichlochzeichnung einschließlich Bohrung, Buchsenlänge und umgebender Ausmauerung.
  2. Aktuelle Buchsengüte und technisches Datenblatt des Lieferanten, falls vorhanden.
  3. Abstiche bis zum Wechsel, der verwendete Grenzwert (Durchmesser oder Abstichzeit) und der Wechselgrund bei den letzten drei Buchsen.
  4. Fotos gebrauchter Buchsen: Einlauf, Bohrungswand und Auslauf, einschließlich des Verschleißbilds.
  5. Stahlsorten, Abstichtemperatur, typischer Endpunkt-Sauerstoffgehalt und ob du einen Schlackenstopper verwendest.
  6. Deine Reinigungs- und Verschlussroutine sowie die Zeit zwischen den Abstichen.

Sende es über unsere Kontaktseite oder per E-Mail an sales@ykchanshine.com. Wie wir unsere kohlenstoffgebundenen Produkte herstellen und prüfen, erfährst du auf unserer Seite zum Feuerfestwerk.

FAQ: Verschleiß des BOF-Konverterstichlochs

Warum verschleißt ein BOF-Stichloch so schnell?

Bei jedem Abstich wird das Loch ausgebrannt und ausgewaschen. Luft und Gas verbrennen zwischen den Abstichen den Kohlenstoff aus der Bohrungswand, der Stahlstrahl trägt die schwache Schicht ab, und die Schlacke greift am Ende des Abstichs das verbleibende Material an. Temperaturschocks und unsachgemäße Handhabung verursachen zusätzliche Schäden.

Wie viele Abstiche sollte ein Konverterstichloch halten?

Es gibt keine allgemeingültige Zahl. Die Lebensdauer hängt von der Größe des Konverters, der Güte der Buchse, dem Einbau, deiner Abstichpraxis und dem Grenzwert ab, den du für Lochgröße oder Abstichzeit festlegst. Entscheidend ist dein eigener Wert: Erfasse den Durchmesser über die Abstiche hinweg und verbessere ihn Schritt für Schritt.

Woraus besteht eine Stichlochbuchse für den Konverter?

Die meisten sind kohlenstoffgebundene Feuerfestmaterialien auf Magnesiabasis aus der MgO-C-Familie, die nach Zeichnung geformt und in eine umgebende Ausmauerung eingesetzt werden. Die genaue Zusammensetzung aus Körnung, Kohlenstoff und Antioxidantien hängt vom Lieferanten und den Einsatzbedingungen ab.

Woran erkenne ich, wann ich das Stichloch wechseln muss?

Lege einen Grenzwert für den Bohrungsdurchmesser oder die Abstichzeit fest und erfasse beides bei jedem Abstich. Wechsle die Buchse, bevor der Grenzwert erreicht ist, idealerweise bei einem geplanten Stillstand. Ein Knick in der Durchmesserentwicklung ist ein Frühwarnzeichen.

Führt ein größeres Stichloch zu mehr Schlackenübertritt?

In einer Simulationsstudie trat der Wirbel bei größeren Löchern früher auf: bei einem 200-mm-Loch nach 68,8 s und bei einem 220-mm-Loch nach 57,1 s. Das Modell gilt für ein einzelnes Gefäß, doch die Tendenz spricht dafür, das Loch nahe an seiner vorgesehenen Größe zu halten.

Spielt der Neigungswinkel beim Abstich eine Rolle?

In derselben Studie verzögerten größere Neigungswinkel den Wirbelbeginn. Die Modellergebnisse lassen sich nicht auf jedes Gefäß übertragen. Testen Sie daher Änderungen an Ihrem eigenen Konverter.

Beeinflusst der Sauerstoffgehalt im Stahl den Verschleiß des Abstichlochs?

Eine stark oxidierte Schmelze mit hohem Sauerstoffgehalt am Endpunkt und hohem FeO-Gehalt in der Schlacke greift den Kohlenstoff in der Hülse und der Auskleidung an. Die Kontrolle des Sauerstoffs beim Abblasen kommt dem gesamten Gefäß zugute, nicht nur dem Abstichloch.

Warum breitet sich der Strahl aus, wenn das Loch verschlissen ist?

Eine weitere und rauere Bohrung bricht die Strömung auf. Ein sich ausbreitender Strahl nimmt auf dem Weg zur Pfanne tendenziell mehr Luft auf, wodurch die Aufnahme von Sauerstoff und Stickstoff steigen kann.

Kann ein Abstichloch heiß repariert werden?

Viele Werke führen je nach Schaden und Betriebsweise eine Heißreparatur im Mundbereich durch. Bei einem tiefen Riss oder einer beschädigten Verbindung ist in der Regel ein Hülsenwechsel erforderlich.

Was sollte ich meinem Lieferanten mitteilen, um eine bessere Hülse zu erhalten?

Senden Sie die Zeichnung, die Anzahl der Schmelzen bis zum Wechsel, den Grund für die letzten Änderungen, Fotos gebrauchter Hülsen, die Stahlsorten, den Sauerstoffgehalt am Endpunkt und Ihre Methode zur Schlackenrückhaltung. Fotos tatsächlichen Verschleißes und Zahlen sind wertvoller als eine allgemeine Beschreibung.

Quellen & Referenzliteratur

Jack Xing ist Technischer Vertriebsleiter bei YK Chanshine, einem Feuerfesthersteller. Der Artikel enthält allgemeine technische Hinweise. Die endgültige Auslegung der Hülse hängt von Ihrem Gefäß, der Schlacke, den Stahlsorten und Ihrer Betriebsweise ab.