Sättigungskonzentrationen an der Phasengrenze feuerfester Materialien und Hohlglasschmelze

Abstract

The Saturation concentration at the refractory/glass melt phase boundary plays an important role in the corrosion of refractory blocks by glass melts. In the present work saturation concentrations have been determined by electron micro-probe analysis for fusion cast alumina, sintered alumina-chrome oxide and fusion cast alumina-zirconia (33 and 41 % ZrO2, respectively) in contact with a molten container glass. Whilst the first two types form a melt of nephilinitic composition, ZAC blocks form a melt which at 1400 °C is comparable to the co-existing plagioclase. Why nepheline is found in all four cases as a separate new phase at room temperature, having formed at least during heat treatment or annealing, has been estabhshed. ZAC blocks not in contact with a glass melt exude some mullite during heat treatment. La concentration de saturation à l'interface refractaire/fonte de verre joue un grand role dans les processus de corrosion des materiaux refractaires par le verre fondu. Dans cette etude, on determine quantitativement les concentrations de saturation au moyen de mesures par microsonde pour des refractaires coules fondus de corindon, de chrome-corindon frittes et de zircone-corindon, avec respectivement 33 et 41 % de Zr02, en contact avec la fonte de verre creux. Alors que sur les blocs refractaires des deux premiers types se forme une fonte de composition de la nepheline, on note, sur les blocs ZAC, l'apparition d'une fonte comparable à celle de plagioclase qui coexiste à 1400 °C. On montre pourquoi, dans les quatre cas, on trouve, dans les couches de saturation à l'interface, au plus tard lors du refroidissement et/ou de l'attrempage, la nepheline comme seule phase cristalline nouvelle à la temperature ambiante. Lors de l'attrempage et de l'exsudation des blocs ZAC qui ne sont pas en contact avec la fonte de verre, apparait, entre autres, de la mullite. Bei Korrosionsvorgängen von feuerfesten Baustoffen durch Glasschmelzen spielt die Sättigungskonzentration an der Phasengrenze feuerfester Stein/Glasschmelze eine große Rolle. In der vorliegenden Arbeit werden die Sättigungskonzentrationen mit Elektronenstrahlmikrosonden-Messungen quantitativ für schmelzgegossene Korund-, gesinterte Korund-Chromoxid- und schmelzgegossene Korund-Zirkonoxidsteine mit 33 bzw. 41 % ZrO2 im Kontakt mit einer Hohlglasschmelze bestimmt. Während sich an den beiden ersten Steinen eine Schmelze nephelinitischer Zusammensetzung bildet, entsteht an den ZAC-Steinen eine Schmelze, die mit der bei 1400 °C koexistierenden Schmelze von Plagioklas vergleichbar ist. Es wird begründet, warum in allen vier Fällen aus den Sättigungsgrenzschichten, spätestens beim Abkühlen oder/und Tempern, Nephelin als einzige neue kristalline Phase bei Raumtemperatur gefunden wird. Beim Tempern und „Ausschwitzen" der ZAC-Steine ohne Kontakt mit der Glasschmelze entsteht zum Teil Mullit.