Die Erosion von Aluminium -Silikatrefraktionen durch geschmolzenes Aluminium, wie in Aluminiumschmelzöfen und Halteöfen, führt normalerweise zur Bildung von Aluminiumoxidablagerungen am feuerfesten. Der Erosionsgrad wird in Gegenwart von Alkali und in einer reduzierenden Atmosphäre erhöht. Dies hängt mit der Umwandlung von Aluminiumoxidsteinen in Natriumaluminat zusammen, was die Kinetik der Bildung in einer reduzierten Atmosphäre erhöht und die Bildung von Aluminiumnitrid fördert. In Schmelzöfen und Halteöfen kann der Alkali aus der Metallladung stammen.
In Aluminium -Schmelzöfen und Halteöfen kommen Aluminium -Silikatrefraktionen mit flüssigem Aluminium in Kontakt, was normalerweise zur Bildung von gebundenen Grenzflächenablagerungen führt, die hauptsächlich Aluminiumoxid enthalten, von denen das meiste das Ergebnis der Reaktion von Aluminium mit Oxiden in der Erstraßenerfunktion ist, insbesondere bei Silicon -DiDioxid, mit der folgenden Reaktionsformel.
4Al +3 SiO2 → 2al2o 3+3 Si
Die Kinetik der Reaktion nimmt nach dem Auftreten der Ablagerung schnell ab. Es wird der Schluss gezogen, dass diese Ablagerung zu einer Barriere für die Penetration von Aluminium in das feuerfeste Material wird und das Vorhandensein von Alkali in einer reduzierenden Atmosphäre die Kinetik dieser Ablagerung erhöht. Es gibt zwei Quellen alkalischer Natriumoxide; In den Aluminium -Pergots, die von der Elektrolytzelle oder im feuerfesten Material erzeugt werden. Im letzteren Fall kann die aktive Präsenz von Na2O nicht bestätigt werden. Andererseits wurden die relevanten Aspekte der reduzierenden Atmosphäre noch nicht erklärt.
Das Hauptversuch dieser Zeit ist die Reaktion des durch Alkali und reduzierenden Aluminium -Korrosion und reduzierenden Atmosphäre und die Bestimmung der möglichen Auswirkungen von hohem Aluminiumrefraktär -Gussgüter (70% Al2O3) auf Aluminiumkorrosion (aluminiumfluorid (Alf3). Dieses Produkt ist repräsentativ für amorphe refraktäre Materialien ohne Infiltrationszusatzstoffe und wird in der Industrie als Aluminium -Isolationsöfen und Aluminium -Schmelzofenauskleidungen verwendet.
Die Testtemperatur wird gemäß der Betriebstemperatur des Aluminium -Halteofens und des Aluminiumschmelzofens bestimmt. Die Temperatur am Kontakt mit dem Metall erreicht 850 Grad und die Temperatur am Flammenstrahlenteil erreicht 1200 Grad ~ 1500 Grad. Der Erosionstest von industriellem hohem Aluminiumfestguss mit Aluminiumfluorid (ALF3) als Nicht-Schweinungsmittel wird erklärt, und die durch Aluminium verursachte Korrosion und die Rolle der in der Refraktär enthaltenen grundlegenden Oxide werden abgeleitet.
Insbesondere in Gegenwart einer reduzierenden Atmosphäre ist Beta -Aluminiumoxid die aktive Phase im Kontakt mit flüssigem Aluminium. Aus thermodynamischer Sicht führt die Wirkung von -Aluminiumoxid auf flüssiges Aluminium zur Bildung von metallischem Natrium, und die Reaktionsgleichung ist wie folgt:
6Naal11o 17+2 al → 6na +34 al2o3 (2)
Wenn der Sauerstoff -Partialdruck höher ist als {{0}} atm, wird das in der Aluminiumlösung (Ana ~ 0,1) produzierte metallische Natrium oxidiert und die Reaktion lautet wie folgt:
2na +1/2o2 → na2o (3)
Wenn der Sauerstoff -Teildruck niedriger ist als {10-19 atm, muss das Vorhandensein von Na2O mit der Wirkung von refraktären Oxiden (insbesondere in Siliciumdioxid) auf metallischem Natrium zusammenhängen, und die Reaktionsgleichung lautet wie folgt:
4NA+SiO2 → 2NA2O+Si (4)
Andererseits kann in Gegenwart von ALF3 auch metallisches Natrium erzeugt werden, und die Reaktionsgleichung lautet wie folgt:
6Naal11o 17+2 alf3 → 6NAF +34 Al2o3 (5)
3NAF+Al → 3NA+Alf3 (6)
Durch die Analyse können die Reaktionsgleichungen (5) und (6) durch Analyse bei einer Temperatur von mehr als 888 Grad metallisches Natrium erzeugen, was dem Austausch zwischen den Reaktanten förderlich ist. Unter solchen Bedingungen wird erwartet, dass refraktäre Gusselemente eine höhere Kinetik der Na2O -Erzeugung erhalten. Wenn der letztere Alf3 als Benetzungsmittel enthält, korrodiert Aluminium das refraktäre Material schneller. Die Grenzflächeneinzahlung enthält hauptsächlich Corundum (A-AL2O3) und auch Aluminium (Al) und Aluminiumnitrid (ALN). Es wird angenommen, dass das in der Einzahlung vorhandene Aluminiumnitrid an diesem Korrosionsprozess teilnehmen kann. Die Beteiligung von Aluminiumnitrid stimmt mit der Analyse der zwischen Aluminium und Natriumcarbonat in Luft und Stickstoff erhaltenen Reaktionsprodukten überein. Es wurde festgestellt, dass das bei 900 Grad erhaltene Hauptreaktionsprodukt Natriumaluminat (Naalo2) ist, das in Form von Hydrat (Naalo2 · 3H2O) existiert. Das spezifische Gewicht von Natriumaluminat beträgt 2,69 g/cm³, während die von Aluminiumoxid 3,96 g/cm³ beträgt. Daher sollte die Schutzablagerung von Aluminium mit einer Erhöhung des Volumens begleitet werden, wenn sie in Natriumaluminat umgewandelt wird. Die Zunahme des Volumens erleichtert die Bildung von Rissen, die das Eindringen von Aluminium erleichtert und das feuerfeste Material anfällig für Erosionsmaterial macht.
