Ерозията на алуминиевите силикални рефрактори чрез разтопен алуминий, като например в алуминиеви пещи за топене и задържане на пещи, обикновено води до образуване на алуминиеви оксидни отлагания върху огнеупорните. Степента на ерозия се увеличава в присъствието на алкали и в намаляваща атмосфера. Това е свързано с превръщането на тухли в алуминиев оксид в натриев алуминат, което увеличава кинетиката на образуването в редуцираща атмосфера, насърчавайки образуването на алуминиев нитрид. При топене на пещи и задържане на пещи алкалите могат да дойдат от металния заряд.
In aluminum melting furnaces and holding furnaces, aluminum silicate refractories come into contact with liquid aluminum, usually resulting in the formation of bonded interfacial deposits containing mainly aluminum oxide, most of which is the result of the reaction of aluminum with oxides in the refractory, especially with silicon dioxide, with the following reaction formula:
4al +3 SiO2 → 2al2o 3+3 Si
Кинетиката на реакцията намалява бързо след появата на депозита. Заключено е, че това находище става бариера за проникване на алуминий в огнеупорен материал, а наличието на алкали в намаляваща атмосфера ще увеличи кинетиката на този находище. Има два източника на алкални натриеви оксиди; в алуминиевите блокове, произведени от електролитичната клетка или в огнеупорен материал. В последния случай активното присъствие на Na2O не може да бъде потвърдено. От друга страна, съответните аспекти на намаляващата атмосфера все още не са обяснени.
Основният експеримент на това време е реакцията на алуминиевия силикатен огнеупорен материал на алуминиева корозия, причинена от алкали и редуцираща атмосфера, и определянето на възможните ефекти на алуминиевия рефрактор на кавтовете (70% Al2O3) с алуминиев флуорид (ALF3) като инфекциозен по този корозион. Този продукт е представител на аморфни огнеупорни материали без добавки за инфилтрация и се използва в индустрията като алуминиеви изолационни пещи и алуминиеви топене на пещ.
Температурата на изпитването се определя според работната температура на алуминиевата пещ и алуминиевата топеща пещ. Температурата на мястото в контакт с метала достига 850 градуса, а температурата в пламната радиационна част достига 1200 градуса ~ 1500 градуса. Ерозионният тест на промишления високоалуминиев рефрактерни кастисти с алуминиев флуорид (ALF3) като немотиращ агент се обяснява и се извежда корозията, причинена от алуминий и ролята на основните оксиди, съдържащи се в огнеупора.
Изглежда, че особено при наличието на редуцираща атмосфера бета алуминиев оксид е активната фаза в огнеупорна в контакт с течен алуминий. От термодинамична гледна точка действието на -алуминие върху течен алуминий води до образуването на метален натрий, а реакционното уравнение е както следва:
6naal11o 17+2 al → 6na +34 al2o3 (2)
Когато частичното налягане на кислорода е по -високо от {{0}} atm, метален натрий, произведен в алуминиевия разтвор (ана ~ 0,1), ще бъде окислен и реакцията е следната:
2NA +1/2o2 → Na2o (3)
Когато частичното налягане на кислорода е по -ниско от 10-19 atm, наличието на Na2O трябва да е свързано с действието на огнеупорни оксиди (особено при силициев диоксид) върху метален натрий, а реакционното уравнение е както следва:
4NA+SIO2 → 2NA2O+SI (4)
От друга страна, в присъствието на ALF3 може да се произвежда и метален натрий и реакционното уравнение е както следва:
6naal11o 17+2 alf3 → 6naf +34 al2o3 (5)
3NAF+AL → 3NA+ALF3 (6)
Чрез анализ, когато течният електролит съществува при температура, по -висока от 888 градуса, реакционните уравнения (5) и (6) могат да произведат метален натрий, което е благоприятно за обмена между реагентите. При такива условия се очаква огнеупорни кавдисти да получат по -висока кинетика на генериране на Na2O, така че ако последният съдържа ALF3 като намокрящ агент, алуминият ще корозира по -бързо огнеупорния материал. Интерфейсният депозит съдържа главно корунд (A-Al2O3), а също така съдържа алуминий (Al) и алуминиев нитрид (ALN). Смята се, че алуминиевият нитрид, присъстващ в депозита, може да участва в този процес на корозия. Участието на алуминиев нитрид е в съответствие с анализа на реакционните продукти, получени между алуминий и натриев карбонат във въздух и азот. Установено е, че основният реакционен продукт, получен на 900 градуса, е натриев алуминат (Naalo2), който съществува под формата на хидрат (Naalo2 · 3H2O). Специфичната тежест на натриевия алуминат е 2,69 g/cm³, докато тази на алуминиевия оксид е 3,96 g/cm³. Следователно, защитното алуминиево находище трябва да бъде придружено от увеличаване на обема, когато се превръща в натриев алуминат. Увеличаването на обема улеснява образуването на пукнатини, което улеснява проникването на алуминий и прави огнеупорния материал податлив на ерозия.
