L'erosione delle refrattari di silicato di alluminio mediante alluminio fuso, come nei forni di fusione in alluminio e con forni a contenimento, di solito provoca la formazione di depositi di ossido di alluminio sul refrattario. Il grado di erosione è aumentato in presenza di alcali e in un'atmosfera riducente. Ciò è correlato alla conversione dei mattoni di allumina in alluminato di sodio, che aumenta la cinetica della formazione in un'atmosfera riducente, promuovendo la formazione di nitruro di alluminio. Nei forni a fusione e nei forni a contenere gli alcali possono provenire dalla carica di metallo.
In fornaci di fusione in alluminio e forni a contenimento, le refrattari di silicato di alluminio entrano in contatto con alluminio liquido, con conseguente formazione di depositi interfacciali legati contenenti principalmente ossido di alluminio, la maggior parte dei quali è il risultato della reazione di alluminio con ossidi nella refrattaria, in particolare con il silicone dioossido, con la seguente formula di reazione:
4al +3 siO2 → 2al2o 3+3 si
La cinetica della reazione diminuisce rapidamente dopo il deposito. Si è concluso che questo deposito diventa una barriera alla penetrazione in alluminio nel materiale refrattario e la presenza di alcali in un'atmosfera riducente aumenterà la cinetica di questo deposito. Esistono due fonti di ossidi di sodio alcalino; Nei lingotti di alluminio prodotti dalla cella elettrolitica o nel materiale refrattario. In quest'ultimo caso, la presenza attiva di NA2O non può essere confermata. D'altra parte, gli aspetti rilevanti dell'atmosfera riducente non sono ancora stati spiegati.
L'esperimento principale di questo tempo è la reazione del materiale refrattario di silicato di alluminio alla corrosione di alluminio causata dall'alcali e dall'atmosfera di riduzione e la determinazione dei possibili effetti di castabili refrattari in alluminio ad alto contenuto di alluminio quando il materiale alkali è presente in Alkali. Questo prodotto è un rappresentante di materiali refrattari amorfi senza additivi di infiltrazione e viene utilizzato nell'industria come forni di isolamento in alluminio e rivestimenti per fornace di fusione di alluminio.
La temperatura di prova viene determinata in base alla temperatura operativa del forno di tenuta in alluminio e del forno di fusione in alluminio. La temperatura nel luogo a contatto con il metallo raggiunge 850 gradi e la temperatura nella parte delle radiazioni della fiamma raggiunge 1200 gradi ~ 1500 gradi. Viene spiegato il test di erosione di castabili refrattari industriali ad alto alluminio con fluoruro di alluminio (ALF3) come agente non bagnante e si deduce la corrosione causata dall'alluminio e si deduce il ruolo degli ossidi di base contenuti nella refrattaria.
Sembra che, specialmente in presenza di un'atmosfera riducente, Beta Alumina sia la fase attiva nella refrattaria a contatto con alluminio liquido. Da un punto di vista termodinamico, l'azione di -alumina sull'alluminio liquido porta alla formazione di sodio metallico e l'equazione di reazione è la seguente:
6naal11o 17+2 al → 6na +34 al2o3 (2)
Quando la pressione parziale dell'ossigeno è superiore a {{0}} ATM, il sodio metallico prodotto nella soluzione di alluminio (ana ~ 0,1) sarà ossidato e la reazione è la seguente:
2na +1/2o2 → Na2o (3)
Quando la pressione parziale dell'ossigeno è inferiore a 10-19 atm, la presenza di Na2o deve essere correlata all'azione degli ossidi refrattari (specialmente in silice) sul sodio metallico e l'equazione di reazione è la seguente:
4NA+SiO2 → 2Na2O+SI (4)
D'altra parte, in presenza di Alf3, può anche essere prodotto sodio metallico e l'equazione di reazione è la seguente:
6naal11o 17+2 alf3 → 6naf +34 al2o3 (5)
3naf+al → 3na+alf3 (6)
Attraverso l'analisi, quando l'elettrolita liquido esiste ad una temperatura superiore a 888 gradi, le equazioni di reazione (5) e (6) possono produrre sodio metallico, che è favorevole allo scambio tra i reagenti. In tali condizioni, i castabili refrattari dovrebbero ottenere una cinetica di generazione NA2O più elevata, quindi se quest'ultimo contiene ALF3 come agente bagnante, l'alluminio corrodirà il materiale refrattario più velocemente. Il deposito dell'interfaccia contiene principalmente CORNO (A-AL2O3) e contiene anche alluminio (AL) e nitruro di alluminio (ALN). Si ritiene che il nitruro di alluminio presente nel deposito possa partecipare a questo processo di corrosione. La partecipazione del nitruro di alluminio è coerente con l'analisi dei prodotti di reazione ottenuti tra alluminio e carbonato di sodio in aria e azoto. È stato identificato che il principale prodotto di reazione ottenuto a 900 gradi è aluminato di sodio (Naalo2), che esiste sotto forma di idrato (Naalo2 · 3H2O). Il peso specifico dell'alluminato di sodio è 2,69 g/cm³, mentre quello dell'ossido di alluminio è 3,96 g/cm³. Pertanto, il deposito di alluminio protettivo dovrebbe essere accompagnato da un aumento del volume quando viene convertito in alluminato di sodio. L'aumento del volume facilita la formazione di crepe, che facilita la penetrazione dell'alluminio e rende il materiale refrattario suscettibile all'erosione.
