Corrosion resistance of binding and matrix phases in basic checker bricks for the middle regions of glass furnace regenerators

Abstract

Long-time stability of basic checker bricks in the regenerators of glass melting furnaces depends mainly on the choice of their binding phase. By means of thermodynamical calculations and corrosion tests it was looked for corrosion-resistant binding and matrix phases for basic checker bricks for the regenerators of oil- and mixed oil-gas-fired flat and hollow glass melting furnaces. It was demonstrated that for a use in the middle regions of regenerators the binding phase has to withstand the combined attack of Na2SO4 and SO3. The reaction behaviour of a large number of ceramic phases was explained under this aspect. It was shown that MgTiO3 and the solid solution MgAl2O4—Mg2TiO4 possess a high corrosion resistance against SO3 and Na2SO4 comparable with that of magnesium aluminium spinel. With these titanium-containing phases a protective coating can be produced for instance on magnesia grains. This coating prevents a contact of Na2SO4 and SO3 with the periclase and thus its destruction through the forming of sodium magnesium sulphate. MgTiO3 and the solid solution MgAl2O4—Mg2TiO4 may be a suitable binding and matrix phase for magnesia-containing bricks. Die Langzeitstabilität von basischen Gittersteinen in Regeneratoren von Glasschmelzwannen hängt in starkem Maße von der Wahl der Bindephase in den Steinen ab. Mittels thermodynamischer Berechnungen und Korrosionstests wurde nach korrosionsbeständigen Bindephasen für basische Gittersteine der mittleren Lagen der Regeneratoren von öl- und mischbefeuerten Flach- und Hohlglaswannen gesucht. Dabei konnte gezeigt werden, daß es für einen Einsatz im mittleren Regeneratorbereich entscheidend auf die Beständigkeit gegenüber dem gemeinsamen Angriff von SO3 und Na2SO4 ankommt. Das Reaktionsverhalten einer großen Anzahl von keramischen Phasen gegenüber SO3 und Na2SO4 wurde aufgeklärt. Es konnte gezeigt werden, daß MgTi03 und der Mischkristall MgAl2O4—Mg2TiO4 eine mit Magnesium-Aluminium-Spinell vergleichbare hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber SO3und Na2SO4 besitzen. Mit diesen titanhaltigen Phasen läßt sich z. B. eine Schutzschicht auf Magnesiakörnern erzeugen. Diese verhindert den Kontakt von Na2SO4 und SO3 mit Periklas und damit die Zerstörung durch Natrium-Magnesiumsulfatbildung. MgTi03 und der MgAl2O4-Mg2TiO4-Mischkristall könnten sich daher als Binde- und Matrixphasen für Magnesiasteine eignen.