Erosionen af aluminiumsilicat -ildfaste stoffer ved smeltet aluminium, såsom i aluminiumsmelteringsovne og opbevaringsovne, resulterer normalt i dannelsen af aluminiumoxidaflejringer på det ildfaste. Graden af erosion øges i nærvær af alkali og i en reducerende atmosfære. Dette er relateret til omdannelse af aluminiumoxidsten til natriumaluminat, hvilket øger kinetikken for dannelse i en reducerende atmosfære, fremme dannelsen af aluminiumnitrid. I smeltemidler og holdovne kan alkalien komme fra metalladningen.
I aluminiumsmelteovne og holdovne kommer aluminiumsilikatfraktioner i kontakt med flydende aluminium, som normalt resulterer i dannelse af bundne grænsefladaflejringer indeholdende hovedsageligt aluminiumoxid, hvoraf det meste er resultatet af reaktionen af aluminium med oxider i det ildfaste, især med silikon derioxid, med følgende reaktionsformel:
4Al +3 SiO2 → 2Al2o 3+3 Si
Reaktionens kinetik falder hurtigt, efter at deponeringen vises. Det konkluderes, at dette depositum bliver en barriere for aluminiumspenetration i det ildfaste materiale, og tilstedeværelsen af alkali i en reducerende atmosfære vil øge kinetikken i dette depositum. Der er to kilder til alkaliske natriumoxider; i aluminiumsingotterne produceret af den elektrolytiske celle eller i det ildfaste materiale. I sidstnævnte tilfælde kan den aktive tilstedeværelse af Na2O ikke bekræftes. På den anden side er de relevante aspekter af den reducerende atmosfære endnu ikke forklaret.
Hovedeksperimentet i denne tid er reaktionen af aluminiumsilicat -ildfast materiale til aluminiumskorrosion forårsaget af alkali og reducering af atmosfæren og bestemmelsen af de mulige virkninger af høj aluminiums refraktær castables (70% al2O3) med aluminiumsfluorid (Alf3) som en infiltrant på denne korrosion, når alkalien er til stede i refraktoriet. Dette produkt er en repræsentant for amorfe ildfaste materialer uden infiltrations -tilsætningsstoffer og bruges i industrien som aluminiumisoleringsovne og aluminiumsmeltningsovnsovn.
Testtemperaturen bestemmes i henhold til driftstemperaturen for aluminiumsopbevaringsovnen og aluminiumsmeltningsovnen. Temperaturen på det sted, der er i kontakt med metallet, når 850 grader, og temperaturen ved flammestrålingsdelen når 1200 grader ~ 1500 grad. Erosionstesten af industrielle ildfaste castabler med høj aluminium med aluminiumsfluorid (ALF3) som et ikke-vådt middel forklares, og korrosionen forårsaget af aluminium og rollen som basale oxider indeholdt i det ildfastede udledes.
Det ser ud til, at Beta Alumina, især i nærvær af en reducerende atmosfære, er den aktive fase i det ildfaste i kontakt med flydende aluminium. Fra et termodynamisk synspunkt fører virkningen af -aluminuminium på flydende aluminium til dannelse af metallisk natrium, og reaktionsligningen er som følger:
6naal11o 17+2 al → 6na +34 Al2O3 (2)
Når det delvis delvis tryk på ilt er højere end {{0}} ATM, vil det metalliske natrium produceret i aluminiumsopløsningen (ANA ~ 0,1) blive oxideret, og reaktionen er som følger:
2na +1/2O2 → Na2O (3)
Når det delvis delvis tryk på ilt er lavere end 10-19 atm, skal tilstedeværelsen af Na2O være relateret til virkningen af ildfaste oxider (især i silica) på metallisk natrium, og reaktionsligningen er som følger:
4NA+SiO2 → 2NA2O+SI (4)
På den anden side kan metallisk natrium i nærværelse af Alf3 produceres, og reaktionsligningen er som følger:
6naal11o 17+2 alf3 → 6naf +34 Al2O3 (5)
3NAF+AL → 3NA+ALF3 (6)
Gennem analyse, når den flydende elektrolyt findes ved en temperatur, der er højere end 888 grader, kan reaktionsligninger (5) og (6) producere metallisk natrium, hvilket er befordrende for udvekslingen mellem reaktanterne. Under sådanne forhold forventes ildfaste castables at opnå en højere Na2O -generationskinetik, så hvis sidstnævnte indeholder ALF3 som befugtningsmiddel, vil aluminium korrodere det ildfaste materiale hurtigere. Grænsefladeaflejringen indeholder hovedsageligt corundum (A-Al2O3) og indeholder også aluminium (AL) og aluminiumnitrid (ALN). Det antages, at aluminiumsnitridet, der er til stede i deponeringen, kan deltage i denne korrosionsproces. Deltagelsen af aluminiumnitrid er i overensstemmelse med analysen af de reaktionsprodukter, der er opnået mellem aluminium og natriumcarbonat i luft og nitrogen. Det blev identificeret, at hovedreaktionsproduktet opnået ved 900 grader er natriumaluminat (Naalo2), der findes i form af hydrat (NaalO2 · 3H2O). Den specifikke tyngdekraft af natriumaluminat er 2,69 g/cm³, mens den for aluminiumoxid er 3,96 g/cm³. Derfor skal det beskyttende aluminiumsaflejring ledsages af en stigning i volumen, når det omdannes til natriumaluminat. Stigningen i volumen letter dannelsen af revner, hvilket letter penetrationen af aluminium og gør det ildfaste materiale modtageligt for erosion.
