Wpływ wapnia na zmianę składu fazowego tworzyw ogniotrwałych Al2SiO5-ZrSiO4

W artykule omówiono korozję materiałów ogniotrwałych Al2SiO5-ZrSiO4 w środowisku zewnętrznego wymiennika ciepła (ZWC) linii technologicznej pieca cementowego w temperaturze 1000 ± 100 °C. Szczególną uwagę poświęcono oddziaływaniu na materiał ogniotrwały składników występujących w ZWC, głównie Ca2+/CaO, a także K+/K2O, Cl-, SO2. Jak wykazały badania XRD oraz SEM/EDS w wyniku oddziaływania wapnia z andaluzytem z materiału ogniotrwałego przejściowo powstawał glinokrzemian wapnia – gehlenit Ca2Al2SiO7. Z kolei reakcje w układzie K2O-Al2SiO5 doprowadziły do syntezy glinokrzemianów potasu – leucytu KAlSi2O6 i kalsilitu KAlSiO4. Cyrkon ZrSiO4 z materiału ogniotrwałego uległ przeobrażeniu w CaZrO3 (Tmp = 2345°C). We wcześniejszych stadiach reakcji powstawały struktury nieuporządkowane typu CSZ (C = CaO, S = SiO2, Z = ZrO2).

---

The study of corrosion of the Al2SiO5-ZrSiO4 refractories in corroding environment of an external heat exchanger of the cement kiln was carried out at the temperature of 1000 ± 100 °C. Main corrosive agents in the external heat exchanger were in the solid (CaO) and gaseous (K+/K2O, SO2, Cl-) form. The XRD and SEM/EDS analyses showed a reaction of calcium and potassium with the refractory matrix. As a consequence of these reactions, gehlenite Ca2Al2SiO7, leucite KAlSi2O6 and kalsilite KAlSiO4 were formed in the corroded refractory brick. Kalsilite was the main compound formed in the corroded sample. Moreover, zircon was decomposed, and high refractory calcium zirconate CaZrO3 (Tmp = 2345 °C) was formed. In the early stages of reactions, the CSZ (C = CaO, S = SiO2, Z = ZrO2) disordered structures were formed.