De erosie van aluminium silicaat vuurvaste handelingen door gesmolten aluminium, zoals in aluminium smelten en houdovens, resulteert meestal in de vorming van aluminiumoxideafzettingen op de vuurvast. De mate van erosie wordt verhoogd in aanwezigheid van alkali en in een reducerende atmosfeer. Dit houdt verband met de omzetting van aluminiumoxide -bakstenen in natriumaluminaat, wat de kinetiek van formatie in een reducerende atmosfeer verhoogt, waardoor de vorming van aluminiumnitride wordt bevorderd. In smeltovens en houdovens kunnen de alkali uit de metalen lading komen.
In aluminium smeltovens en houdovens komen aluminium silicaat vuurvaste handelingen in contact met vloeibaar aluminium, meestal resulterend in de vorming van gebonden interfaciale afzettingen die voornamelijk aluminiumoxide bevatten, waarvan de meeste het gevolg zijn van de reactie van aluminium met oxiden in het refractory, vooral met silicon dioxide, met de volgende reactieformule: met de volgende reactieformule:
4al +3 SiO2 → 2al2o 3+3 si
De kinetiek van de reactie neemt snel af nadat de afzetting verschijnt. Er wordt geconcludeerd dat deze afzetting een barrière wordt voor aluminium penetratie in het vuurvast materiaal, en de aanwezigheid van alkali in een reducerende atmosfeer zal de kinetiek van deze afzetting verhogen. Er zijn twee bronnen van alkalische natriumoxiden; in de aluminium ingots geproduceerd door de elektrolytische cel of in het refractaire materiaal. In het laatste geval kan de actieve aanwezigheid van NA2O niet worden bevestigd. Aan de andere kant zijn de relevante aspecten van de reducerende atmosfeer nog niet uitgelegd.
Het belangrijkste experiment van deze tijd is de reactie van het aluminium silicaat refractaire materiaal op aluminium corrosie veroorzaakt door alkali en het verminderen van de atmosfeer, en de bepaling van de mogelijke effecten van hoog aluminium refractaire gietbare gietables (70% AL2O3) met aluminium fluor (ALF3) als een infractory -alkali is aanwezig in het refractische materiaal. Dit product is een representatief van amorfe refractaire materialen zonder infiltratieadditieven en wordt in de industrie gebruikt als aluminium isolatieovens en aluminium smeltende ovenstanden.
De testtemperatuur wordt bepaald op basis van de bedrijfstemperatuur van de aluminiumhouderij en de aluminium smeltoven. De temperatuur op de plaats in contact met het metaal bereikt 850 graden en de temperatuur bij het vlamstralingsgedeelte bereikt 1200 graden ~ 1500 graden. De erosietest van industriële high-aluminium refractaire gietbare gastables met aluminiumfluoride (ALF3) als een niet-aangeboren middel wordt uitgelegd, en de corrosie veroorzaakt door aluminium en de rol van basische oxiden in de vuurvaste worden afgeleid.
Het lijkt erop dat, vooral in aanwezigheid van een reducerende atmosfeer, Beta -aluminiumoxide de actieve fase is in het vuurvast in contact met vloeibaar aluminium. Vanuit een thermodynamisch oogpunt leidt de werking van -alumina op vloeibaar aluminium tot de vorming van metallisch natrium en de reactievergelijking is als volgt:
6Naal11o 17+2 Al → 6NA +34 al2o3 (2)
Wanneer de gedeeltelijke druk van de zuurstof hoger is dan {{{0}} ATM, wordt het metallische natrium geproduceerd in de aluminiumoplossing (ana ~ 0,1) geoxideerd en de reactie is als volgt:
2NA +1/2o2 → Na2o (3)
Wanneer de gedeeltelijke druk van de zuurstof lager is dan 10-19 atm, moet de aanwezigheid van Na2O gerelateerd zijn aan de werking van refractaire oxiden (vooral in silica) op metallisch natrium, en de reactievergelijking is als volgt:
4NA+SiO2 → 2NA2O+Si (4)
Aan de andere kant, in aanwezigheid van ALF3, kan ook metallisch natrium worden geproduceerd, en de reactievergelijking is als volgt:
6Naal11o 17+2 ALF3 → 6NAf +34 al2o3 (5)
3NAF+AL → 3NA+ALF3 (6)
Door analyse, wanneer de vloeibare elektrolyt bestaat bij een temperatuur hoger dan 888 graden, kunnen reactievergelijkingen (5) en (6) metallisch natrium produceren, dat bevorderlijk is voor de uitwisseling tussen de reactanten. Onder dergelijke omstandigheden wordt naar verwachting refractaire gietbaarheden verwacht dat ze een hogere NA2O -generatiekinetiek verkrijgen, dus als deze laatste ALF3 als bevochtigingsmiddel bevat, zal aluminium het vuurvast materiaal sneller corroderen. De interface-afzetting bevat voornamelijk Corundum (A-AL2O3) en bevat ook aluminium (AL) en aluminiumnitride (ALN). Er wordt aangenomen dat de in de afzetting aanwezige aluminiumnitride kan deelnemen aan dit corrosieproces. De deelname van aluminiumnitride is consistent met de analyse van de reactieproducten die zijn verkregen tussen aluminium en natriumcarbonaat in lucht en stikstof. Er werd vastgesteld dat het belangrijkste reactieproduct dat bij 900 graden is verkregen natriumaluminaat (NAALO2) is, dat bestaat in de vorm van hydraat (Naalo2 · 3H2O). Het soortelijk gewicht van natriumaluminaat is 2,69 g/cm³, terwijl dat van aluminiumoxide 3,96 g/cm³ is. Daarom moet de beschermende aluminiumafzetting gepaard gaan met een toename van het volume wanneer deze wordt omgezet in natriumaluminaat. Het volume -toename vergemakkelijkt de vorming van scheuren, die de penetratie van aluminium vergemakkelijkt en het refractaire materiaal vatbaar maakt voor erosie.
