Ursache der Zerstörung keramischer Rekuperatoren aus Schamotte- und hochronerdehaltigen Materialien

Abstract

An Beispielen aus der Praxis wird gezeigt, dass alkalireiche Abgase bei Temperaturen oberhalb 1100 °C in Rekuperatorrohren aus Schamotte- und hochtonerdehaltigem Steinmaterial ein Alkalikonzentrationsgefälle entstehen lassen, das zur Auskristallisation von Feldspatvertretern führt. Diese mit einer Volumenvergrößerung und Änderung der thermischen Ausdehnung verbundenen Kristallbildung verursacht ein Aufsprengen der Rekuperatorrohre. Durch einen neuen Laboratoriumstest kann die Reaktion zwischen Natriumsulfatdampf und seinen Zersetzungsprodukten mit dem Steinmaterial der Rekuperatorrohre unter betriebsähnlichen Verhältnissen untersucht werden. Mit diesem "Nephelintest" werden vier Versuchsreihen durchgeführt. Am widerstandsfähigsten erweisen sich Sillimanitringkörper aus Disthen, die wenig freie Korund enthalten. Mit steigendem Korundgehalt verstärkt sich die Anfälligkeit der Sillimanit- und Korundrohre im Natriumsulfatdampf und seinen Zersetzungsprodukten. Bei Ringkörpern aus 99 % Korund genügt bereits eine verhältnismäßig geringe Alkaliaufnahme, um A-Korund in β-Korund überzuführen und dadurch ein Aufbersten der Ringkörper zu verursachen. Die Bildung der Feldspatvertreter kann durch eine Innenglasur der Rohre sowie durch Verwendung saurer Tone vermieden werden. - In einem Ausblick wird auf Rekuperatorrohre aus SiC, aus einer Kombination von Zirkonsilikat und SiC sowie aus Magnesit und Forsterit eingegangen.