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Keramische Zeitschrift

, Volume 67, Issue 4, pp 200–207 | Cite as

Die Korrosion von Kalziumsilikat-Wärmedämmstoffen durch Alkalisalze, Teil 1

  • E. Schlegel
  • T. Hölscher
  • H.-J. Schneider
  • C. G. Aneziris
Forschung und Technik

Kurzfassung

Der Artikel beschreibt die Korrosion von Kalziumsilikat-Wärmedämmstoffen nach V DIN 51069 -Tiegelmethode- mit Salzen und deren Gemischen sowie mit stark alkalibelasteten Stäuben aus Zementöfen und berichtet über die Untersuchung von post-mortem-Proben, die in verschiedenen Orten der Zementöfen jahrelang im Einsatz waren und dabei ihre Funktion als Wärmedämmstoff erfüllten. Bei einer Temperatur von 1000 °C zerstört K2CO3 allein infolge der Bildung von K2CaSiO4 die Kalziumsilikate, während KCl und K2SO4 die Tiegel zwar tränken, jedoch das Gefüge kaum beeinträchtigen. Im Gemisch mit diesen letzteren Salzen reagiert das K2CO3 ab 650 °C mit dem Kalziumsilikat. Die Ofenstäube mit einem Anteil von 24 bis 45 Masse-% an korrosiven Substanzen K2O, Na2O, Cl und SO3 beeinträchtigen die Kalziumsilikat-Tiegel bis zu einer Temperatur von 1000 °C nicht und führen erst bei 1100 °C zu einer Tränkung von 2 % und einer linearen Schwindung der Tiegel von über 2 %. Die post-mortem-Proben verschiedener Zementöfen aus deren Vorwärmer, Kalzinator, Einlaufkammer oder Drehrohr waren als poröse Wärmedämmstoffe erhalten, wenn in diese auch Salze, oft KCl und Sulfate, eingelagert oder der Wollastonit CaSiO3 durch Rauchgase teilweise zu Anhydrit CaSO4 oder CaCO3 umgewandelt worden war. Der früher festgestellte Befund, dass Kalziumsilikat-Wärmedämmstoffe stark gesintert oder verschwunden seien, ist wahrscheinlich durch eine Überhitzung der bis 1050 °C einsetzbaren Kalziumsilikate entstanden.

Stichwörter

Kalziumsilikat-Wärmedämmstoffe Alkalikorrosion Zementofen Alkalibypass-Staub Sekundärbrennstoffe 

The Corrosion of Calcium Silicate Thermal Insulating Materials by Alkalic Salts

Abstract

The paper describes the corrosion of calcium silicate thermal insulation materials according to German standard V DIN 51069 -crucible test- with alkali salts and their mixtures, with high alkali contained cement kiln dusts and reports about these post-mortem-materials, which worked successfully in several parts of cement kilns as thermal insulation. K2CO3 alone leads to a destruction of the crucibles starting at 1000 °C whereas the other potassium salts only infiltrate. However K2CO3 reacts already with the calcium silicate phases at 650 °C in combination with KCl and K2SO4 and forms especially K2CaSiO4. To approach industrial conditions the crucibles have been filled with alkaline dusts of cement kilns. They contain extremely high concentrations of corrosive substances of 24 to 45 mass-%. The crucibles show no particular corrosion up to a temperature of 1000 °C. Only a small infiltration of 2 % and no dissolutions can be measured at the test temperature of 1100 °C. The post-mortem calcium silicate materials are preserved as porous thermal insulations, but salts, in most cases KCl and sulfates, are infiltrated and the calcium silicate wollastonite CaSiO3 reacted with the combustion gas to CaSO4 and CaCO3. The early observed shrinkage or disappearing of calcium silicate thermal insulations had probably been caused by the overheating in waste fired cement kilns.

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Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden 2015

Authors and Affiliations

  • E. Schlegel
    • 1
  • T. Hölscher
    • 2
  • H.-J. Schneider
    • 2
  • C. G. Aneziris
    • 1
  1. 1.TU Bergakademie FreibergInstitut für Keramik, Glas- und BaustofftechnikGermany
  2. 2.Calsitherm Silikatbaustoffe GmbHPaderbornGermany

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