Corrosion of refractory material under the action of forced convection flow by means of the rotating cylinder face area at 1500 °C

Abstract

The corrosion rates of various refractory materials in a container glass melt (sodium-calcium silicate basis) were determined quantitatively under the action of forced convection flow by means of the rotating cylinder face area at 1500 °C as compared with those at 1400 °C. The applied method not only gives a good comparison between the various types of bricks, but it also elucidates the influence of microstructure and of occasionally occuring crystalline or textural alterations during corrosion, which possibly can be detected only in experiments of extended duration. Present and earlier results on corrosion rates under the action of forced convection flow will be compared with those obtained from the same refractories under the action of free density and interfacial convection flows at 1400 and 1500 °C, which yield a very different dependence on temperature for the three convection flow types. The interfacial convection-driven corrosion shows the largest temperature dependence. Very critical are swelling effects, which sometimes can be observed only in separate long-time investigations. Mittels der Methode der rotierenden Zylinderstirnfläche wurden die Korrosionsraten verschiedener Feuerfestmaterialien in einer Hohlglasschmelze bei 1500 °C unter dem Einfluß der erzwungenen Konvektion quantitativ bestimmt. Die bei allen Konvektionsarten auftretenden steinspezifischen Anlaufvorgänge sind bei 1500 °C zeitlich stark verkürzt im Vergleich zu denen bei 1400 °C. Die Methode liefert nicht nur einen guten Vergleich der Steinsorten untereinander, sondern verdeutlicht auch den Einfluß des Gefüges und eventuell auftretender kristalliner bzw. texturbedingter Veränderungen während der Korrosion, was sich unter Umständen erst in Langzeitversuchen zu erkennen gibt. Die vorliegenden und früher bestimmten Korrosionsraten unter dem Einfluß der erzwungenen Konvektion wurden mit den Korrosionsraten unter der Wirkung der freien Dichte- und Grenzflächenkonvektion der untersuchten Feuerfestmaterialien in einer Hohlglasschmelze bei 1400 und 1500 °C verglichen, woraus sich eine von der jeweiligen Konvektionsart sehr unterschiedliche Temperaturabhängigkeit der Korrosion ergibt. Die stärkste Temperaturabhängigkeit besteht bei der grenzflächenkonvektionsbedingten Korrosion. Als kritisch für jeden zeitlich begrenzten Korrosionstest erweisen sich Quellungseffekte, die häufig erst in Langzeitversuchen und gesonderten Untersuchungen ermittelt werden können.