Hakisan refraktori silikat aluminium oleh aluminium cair, seperti dalam relau lebur aluminium dan memegang relau, biasanya menghasilkan pembentukan deposit aluminium oksida pada refraktori. Tahap hakisan meningkat dengan kehadiran alkali dan dalam suasana pengurangan. Ini berkaitan dengan penukaran batu bata alumina ke dalam natrium aluminat, yang meningkatkan kinetik pembentukan dalam suasana pengurangan, mempromosikan pembentukan aluminium nitrida. Dalam relau lebur dan memegang relau, alkali boleh datang dari caj logam.
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
Kinetik tindak balas menurun dengan cepat selepas deposit muncul. Disimpulkan bahawa deposit ini menjadi penghalang kepada penembusan aluminium ke dalam bahan refraktori, dan kehadiran alkali dalam suasana pengurangan akan meningkatkan kinetik deposit ini. Terdapat dua sumber natrium oksida alkali; dalam jongkong aluminium yang dihasilkan oleh sel elektrolitik atau dalam bahan refraktori. Dalam kes yang kedua, kehadiran aktif Na2O tidak dapat disahkan. Sebaliknya, aspek -aspek yang relevan dari suasana pengurangan belum dijelaskan.
Percubaan utama masa ini adalah tindak balas bahan refraktik silikat aluminium kepada kakisan aluminium yang disebabkan oleh alkali dan pengurangan atmosfera, dan penentuan kemungkinan kesan -kesan aluminium yang tinggi (70% Al2O3) dengan fluorida aluminium (alf3) Produk ini adalah wakil bahan refraktori amorf tanpa bahan tambahan penyusupan, dan digunakan dalam industri sebagai relau penebat aluminium dan pelapisan peleburan aluminium.
Suhu ujian ditentukan mengikut suhu operasi relau aluminium dan relau peleburan aluminium. Suhu di tempat bersentuhan dengan logam mencapai 850 darjah, dan suhu di bahagian radiasi api mencapai 1200 darjah ~ 1500 darjah. Ujian hakisan industri refraktori aluminium tinggi industri dengan aluminium fluorida (ALF3) sebagai agen yang tidak dibasahi dijelaskan, dan kakisan yang disebabkan oleh aluminium dan peranan oksida asas yang terkandung dalam refraktori disimpulkan.
Nampaknya, terutamanya di hadapan suasana pengurangan, alumina beta adalah fasa aktif dalam refraktori yang bersentuhan dengan aluminium cecair. Dari sudut pandang termodinamik, tindakan -alumina pada aluminium cecair membawa kepada pembentukan natrium logam, dan persamaan reaksi adalah seperti berikut:
6NAAL11O 17+2 al → 6NA +34 Al2O3 (2)
Apabila tekanan separa oksigen lebih tinggi daripada {{0} atm, natrium logam yang dihasilkan dalam larutan aluminium (ana ~ 0.1) akan dioksidakan, dan reaksi adalah seperti berikut:
2NA +1/2O2 → Na2O (3)
Apabila tekanan separa oksigen lebih rendah daripada atm, kehadiran Na2O mesti berkaitan dengan tindakan oksida refraktori (terutamanya dalam silika) pada natrium logam, dan persamaan tindak balas adalah seperti berikut:
4NA+SiO2 → 2NA2O+SI (4)
Sebaliknya, dengan kehadiran Alf3, natrium logam juga boleh dihasilkan, dan persamaan tindak balas adalah seperti berikut:
6NAAL11O 17+2 alf3 → 6NAF +34 al2O3 (5)
3NAF+AL → 3NA+ALF3 (6)
Melalui analisis, apabila elektrolit cecair wujud pada suhu yang lebih tinggi daripada 888 darjah, persamaan tindak balas (5) dan (6) dapat menghasilkan natrium logam, yang kondusif untuk pertukaran antara reaktan. Di bawah keadaan sedemikian, Castables refraktori dijangka memperoleh kinetika generasi Na2O yang lebih tinggi, jadi jika yang terakhir mengandungi ALF3 sebagai agen pembasahan, aluminium akan menghancurkan bahan refraktori lebih cepat. Deposit antara muka terutamanya mengandungi corundum (A-Al2O3) dan juga mengandungi aluminium (AL) dan aluminium nitrida (ALN). Adalah dipercayai bahawa aluminium nitrida yang hadir dalam deposit boleh mengambil bahagian dalam proses kakisan ini. Penyertaan aluminium nitrida adalah konsisten dengan analisis produk tindak balas yang diperolehi antara aluminium dan natrium karbonat di udara dan nitrogen. Telah dikenalpasti bahawa produk tindak balas utama yang diperoleh pada 900 darjah adalah natrium aluminate (Naalo2), yang wujud dalam bentuk hidrat (Naalo2 · 3H2O). Graviti spesifik aluminat natrium ialah 2.69g/cm³, manakala aluminium oksida adalah 3.96g/cm³. Oleh itu, deposit aluminium pelindung harus disertakan dengan peningkatan jumlah apabila ia ditukar menjadi natrium aluminat. Peningkatan dalam jumlah memudahkan pembentukan retak, yang memudahkan penembusan aluminium dan menjadikan bahan refraktori terdedah kepada hakisan.
