Erosi refractories aluminium silikat oleh aluminium cair, seperti pada tungku leleh aluminium dan penampung tungku, biasanya menghasilkan pembentukan endapan aluminium oksida pada refraktori. Tingkat erosi meningkat di hadapan alkali dan di atmosfer pereduksi. Ini terkait dengan konversi batu bata alumina menjadi natrium aluminasi, yang meningkatkan kinetika pembentukan di atmosfer pengurangan, mempromosikan pembentukan aluminium nitrida. Di tungku meleleh dan tungku memegang, alkali dapat berasal dari muatan logam.
Dalam tungku leleh aluminium dan penampung tungku, refraktori aluminium silikat bersentuhan dengan aluminium cair, biasanya mengakibatkan pembentukan endapan antarmuka yang terikat yang mengandung aluminium oksida, sebagian besar adalah hasil dari reaksi aluminium dengan oksida dalam refraktori, terutama dengan silik dioxida, dengan silik dioxida, dengan formula berikut:
4al +3 SiO2 → 2AL2O 3+3 si
Kinetika reaksi menurun dengan cepat setelah deposit muncul. Disimpulkan bahwa deposit ini menjadi penghalang penetrasi aluminium ke dalam bahan refraktori, dan keberadaan alkali dalam atmosfer pereduksi akan meningkatkan kinetika deposit ini. Ada dua sumber alkali natrium oksida; dalam ingot aluminium yang diproduksi oleh sel elektrolitik atau dalam bahan refraktori. Dalam kasus terakhir, keberadaan aktif Na2O tidak dapat dikonfirmasi. Di sisi lain, aspek yang relevan dari atmosfer pereduksi belum dijelaskan.
Eksperimen utama saat ini adalah reaksi bahan refraktori silikat aluminium terhadap korosi aluminium yang disebabkan oleh alkali dan pengurangan atmosfer, dan penentuan efek yang mungkin dari castable refraktori aluminium yang tinggi (70% al2O3) dengan aluminium fluoride (Alf3) sebagai infiltran pada korosion ini. Produk ini adalah perwakilan dari bahan refraktori amorf tanpa aditif infiltrasi, dan digunakan dalam industri sebagai tungku isolasi aluminium dan lapisan tungku peleburan aluminium.
Suhu uji ditentukan sesuai dengan suhu operasi tungku penahan aluminium dan tungku peleburan aluminium. Suhu di tempat yang bersentuhan dengan logam mencapai 850 derajat, dan suhu pada bagian radiasi api mencapai 1200 derajat ~ 1500 derajat. Tes erosi castable refraktori aluminium tinggi industri dengan aluminium fluoride (ALF3) sebagai agen non-pembasah dijelaskan, dan korosi yang disebabkan oleh aluminium dan peran oksida dasar yang terkandung dalam refraktori disimpulkan.
Tampaknya, terutama di hadapan atmosfer pengurangan, alumina beta adalah fase aktif dalam refraktori yang bersentuhan dengan aluminium cair. Dari sudut pandang termodinamika, aksi -alumina pada aluminium cair mengarah pada pembentukan natrium logam, dan persamaan reaksi adalah sebagai berikut:
6naal11o 17+2 al → 6na +34 al2o3 (2)
Ketika tekanan parsial oksigen lebih tinggi dari {{0}} atm, natrium logam yang diproduksi dalam larutan aluminium (ana ~ 0,1) akan dioksidasi, dan reaksinya adalah sebagai berikut:
2NA +1/2O2 → NA2O (3)
Ketika tekanan parsial oksigen lebih rendah dari 10-19 atm, keberadaan Na2o harus terkait dengan aksi oksida refraktori (terutama dalam silika) pada natrium logam, dan persamaan reaksi adalah sebagai berikut:
4NA+SiO2 → 2NA2O+Si (4)
Di sisi lain, di hadapan ALF3, natrium logam juga dapat diproduksi, dan persamaan reaksi adalah sebagai berikut:
6naal11o 17+2 alf3 → 6Naf +34 al2o3 (5)
3NAF+AL → 3NA+ALF3 (6)
Melalui analisis, ketika elektrolit cair ada pada suhu yang lebih tinggi dari 888 derajat, persamaan reaksi (5) dan (6) dapat menghasilkan natrium logam, yang kondusif untuk pertukaran antara reaktan. Dalam kondisi seperti itu, castable refraktori diharapkan untuk mendapatkan kinetika generasi NA2O yang lebih tinggi, jadi jika yang terakhir berisi ALF3 sebagai agen pembasah, aluminium akan merusak bahan refraktori lebih cepat. Deposit antarmuka terutama mengandung corundum (a-al2O3) dan juga mengandung aluminium (AL) dan aluminium nitrida (ALN). Dipercayai bahwa nitrida aluminium yang ada dalam deposit dapat berpartisipasi dalam proses korosi ini. Partisipasi aluminium nitrida konsisten dengan analisis produk reaksi yang diperoleh antara aluminium dan natrium karbonat di udara dan nitrogen. Diidentifikasi bahwa produk reaksi utama yang diperoleh pada 900 derajat adalah natrium aluminat (NaalO2), yang ada dalam bentuk hidrat (NaalO2 · 3H2O). Gravitasi spesifik natrium aluminat adalah 2,69g/cm³, sedangkan aluminium oksida adalah 3,96g/cm³. Oleh karena itu, deposit aluminium pelindung harus disertai dengan peningkatan volume ketika dikonversi menjadi aluminasi natrium. Peningkatan volume memfasilitasi pembentukan retakan, yang memfasilitasi penetrasi aluminium dan membuat bahan refraktori rentan terhadap erosi.
