Silikasteinehaben eine schlechte Korrosionsbeständigkeit gegenüber alkalischen Oxiden und werden häufig in der oberen Struktur von Wannenöfen verwendet. Normalerweise ist das korrosive Mittel in Wannenöfen hauptsächlich R2O. Wenn eine große Menge R2O feuerfeste Kieselsteine korrodiert, sinkt der Schmelzpunkt der Oberflächenschicht dieses Steins stark ab und es bilden sich Stalaktitentropfen. Bei normalem Betrieb tritt jedoch im Allgemeinen keine Stalaktitenkorrosion auf. Es besteht auch die Diffusion alkalischer Komponenten in die Mitte des Ziegelkörpers, nachdem sie mit der Ziegeloberfläche in Kontakt gekommen sind. Ihre Diffusionstiefe ist jedoch viel geringer als bei feuerfesten Tonmaterialien. Zu Beginn dieser Veränderung löst R2O die Siliziumsteine von der Oberfläche und dringt durch die Poren in den Ziegelkörper ein, wobei nur eine sehr dünne metamorphe Übergangsschicht mit niedrigem Schmelzpunkt auf der Oberfläche gebildet wird, die die Kieselsteine vor weiterer Korrosion schützt. Zu diesem Zeitpunkt ist die alkalische Komponente der äußeren Schicht des Ziegelkörpers höher und die Konzentration der alkalischen Komponente fällt plötzlich von der inneren Schicht ab.
Dies liegt daran, dass die Oberfläche von Silikasteinen aufgelöst wird und eine neue Glasphase entsteht, die mehr SiO2 enthält. Die Viskosität dieser Glasphase ist relativ hoch, was nicht nur die Poren verstopft, sondern auch die Diffusion und Migration von Alkalimetallionen in die innere Schicht des Steins behindert und so eine weitere Erosion des Steins verhindert. Erst wenn die Flamme auf die Oberseite des Bogens gesprüht wird, was zu lokaler Überhitzung führt und die Glasphase auf der Oberfläche des Steins entfernt wird, wird der Stein weiter erodiert.
Nach der Erosion ist die Oberfläche des großen gewölbten Silikasteins weiß und glatt und die metamorphe Schicht ist sehr deutlich zu erkennen. Außer SiQ2-Kristallen gibt es in der metamorphen Schicht keine anderen Kristalle. Durch Diffusion und Eindringen von Na2O wird das Wachstum von Tridymit positiv mineralisiert. Daher nimmt die Rekristallisation von Tridymit in der Alterationszone von silikatischen feuerfesten Materialien eine sehr wichtige Stellung ein. Darüber hinaus ist Tridymit lange Zeit mit der Glasphase in Kontakt und kann in der neuen Glasphase, die während der Austauschreaktion entsteht, auch zu einer röhrenförmigen Säule heranwachsen. Die Innenfläche der Silikasteine in der Nähe des Bereichs mit der höchsten Temperatur besteht aus Cristobalitkristallen. Die Temperatur, bei der sich Tridymit in Tridymit umwandelt, beträgt theoretisch 1470 Grad, aber die Umwandlungstemperatur kann bei gleichzeitiger Anwesenheit von R2O auf 1260 Grad gesenkt werden. Quarz beginnt sich bei 870 Grad in Tridymit umzuwandeln, und die Temperatur an dieser Stelle kann aus dieser Umwandlung abgeleitet werden. Unabhängig davon, ob es sich um eine Rekristallisation oder eine polykristalline Umwandlung handelt, wird die Festigkeit der Bindung zwischen den Partikeln im Ziegelkörper geschwächt und kann aufgrund ungleichmäßiger Ausdehnung und Kontraktion sogar zerstört werden, was zu losen Ablösungen führt.
Nachdem die Silica-Steine in der Hochtemperaturzone des Schmelzbades des Badofens korrodiert sind, sind sie deutlich in mehrere Schichten unterteilt: eine sehr dünne Schicht aus hochviskosem Glas auf der Oberfläche; dahinter befinden sich weiße und dichte Cristobalitkristalle; dahinter befindet sich eine hellgrüne Cristobalitkristallschicht, die aufgrund des hohen FeO-Gehalts hellgrün ist; dahinter befindet sich eine graue Übergangsschicht, in der der Tridymitgehalt höher als beim ursprünglichen Stein und der Cristobalitgehalt geringer ist; die innerste ist eine hellgelbe, nicht abgebaute Schicht.
Die Korrosionsbeständigkeit von Silikasteinen gegenüber der R2O-Flüssigphase ist gering. Die R2O-Flüssigphase erodiert zunächst die schwachen Bindeglieder im Stein, was zum Verlust des Bindemittels und zur Lockerung des Aggregats führt. Wenn der Ofen nicht richtig gebaut oder gebrannt wurde und das Silikasteinmauerwerk kleine Ziegelfugen aufweist, gelangt die R2O-Gasphase im Ofengas in die Ziegelfugen. Aufgrund der niedrigen Temperatur in den Ziegelfugen kondensiert das R2O-Gas bei etwa 1400 Grad zu Flüssigkeit. Diese hochkonzentrierte R2O-Flüssigkeit erodiert die Silikastein-Feuersteine schnell und bildet Löcher. Wenn zu diesem Zeitpunkt Belüftung und Kühlung vorhanden sind, beschleunigt dies die Kondensation des R2O-Gases, wodurch die Erosion beschleunigt wird und die Steine schwer beschädigt werden.
Normalerweise ist der am stärksten erodierte Teil des Silikasteins 1/3 bis 1/2 seines oberen Teils, wo das Gas kondensiert ist und die Temperatur relativ hoch ist, sodass die Erosion am schwerwiegendsten ist. Nachdem der Silikastein erodiert ist, ist zwar der Spalt an der Oberseite klein, aber etwas darunter befindet sich oft ein großer Hohlraum.
Daher ist es einerseits erforderlich, bei Mauerwerk aus Silikatziegeln die Fugen zu reduzieren, einschließlich der Verwendung von großen Bogenziegeln. Andererseits kann, wenn die Ofentemperatur 1600 Grad nicht überschreitet, die Verwendung einer Kronenisolierung verhindern, dass R2O in den Fugen kondensiert, wodurch die Erosion verringert wird. Daher kann eine große Bogenziegelisolierung nicht nur Brennstoff sparen, sondern auch die Bogenspitze schützen und die Lebensdauer verlängern.
Die Steine, die durch den großen Bogen aus Silikasteinen entstehen, sieht man unter normalen Umständen selten. Da der Hauptbestandteil von Silikasteinen SiO2 ist, schmilzt SiO2 leicht und verteilt sich im Schmelzbad und wird in der Glasflüssigkeit homogenisiert. Dieser transparente Klumpen, der mehr SiO2 enthält, enthält Quarzkristalle oder Quarz, die mit bloßem Auge als leicht gelblich-grün erkennbar sind. Dies liegt daran, dass die feuerfesten Silikasteine mehr Fe2O3 enthalten. Während des Schmelzens bei hohen Temperaturen werden jedoch aufgrund des Schmelzens und des Abwärtsfließens dieser Steine an der Oberseite des Ofens die elektrisch geschmolzenen Gusssteine am Boden durch den Siliziumfluss erodiert und gelangen in die Glasflüssigkeit, wodurch feuerfeste Steine entstehen.
Silica-Steine sind bei normalem Betrieb sehr langlebig. Al2O3 in feuerfesten Silica-Steinen ist eine schädliche Substanz. Eine leichte Erhöhung des Gehalts verringert die Feuerfestigkeit erheblich. In den letzten Jahren ist die Ofentemperatur gestiegen, was die Verwendung hochwertiger Silica-Steine erfordert, die einen SiO2-Gehalt von bis zu 97 %, einen Al2O3-Gehalt von weniger als 0,3 % und andere Verunreinigungen unter 0,5 % aufweisen. Die Erweichungstemperatur der Ladung ist 30 bis 40 Grad höher als die von gewöhnlichen Silica-Steinen, daher kann die Temperatur des Wannenofens um 20 bis 30 Grad erhöht werden.
