In generale, i mattoni ad alto contenuto di alluminio non dovrebbero essere utilizzati nei forni ad atmosfera alcalina. Poiché l'ambiente alcalino e acido contiene anche cloro, quest'ultimo penetrerebbe negli strati profondi dei mattoni ad alto contenuto di allumina sotto forma di gradiente, causando il collasso del mattone refrattario.
Il mattone ad alto contenuto di alluminio, dopo l'erosione dell'atmosfera alcalina, presenta crepe orizzontali. L'erosione è composta da grigio combustibile, gas di combustione e componenti alcalini presenti in altri prodotti. Questi componenti reagiscono con la fase vetrosa e la pietra di mullite nel mattone ad alto contenuto di alluminio.
I mattoni ad alto contenuto di alluminio corrosi alcalinamente appariranno in superficie. I composti gassosi in combustione genereranno anche nitrati di richiamo, sedimentazione nell'intercapedine dei mattoni ad alto contenuto di alluminio; la reazione dei ghiacciai generati formerà una nuova fase complessa. Quando i nitrili di fortuna privi di acqua entrano in contatto con il vagramma generato, si verificherà la reazione anti-vaporizzazione, causando la rottura o il distacco del mattone ad alto contenuto di alluminio. Inoltre, la corrosione termica è molto grave anche per la corrosione dei mattoni refrattari. A causa dell'erosione del quarzo Fang, dello Skywine e della silice cristallina di quarzo, l'uso di piastrelle refrattarie sarà più dannoso rispetto ai noodles freddi.
Anche il danno ai mattoni causato dal biossido di silicio è molto grave. La silice si dissolva nella fase liquida dei mattoni ad alto contenuto di alluminio. Il nitrato di sodio e le pietre di silicio a basso punto di fusione formano una grande quantità di fase liquida. Maggiore è il contenuto di silice nei mattoni, maggiore è la quantità di fase liquida. Un eccesso di fasi liquide deformerà i mattoni ad alto contenuto di alluminio. Anche il silicio può danneggiare i mattoni. Poiché la silice libera viene consumata, la fase di Mo Lai Shi verrà erosa. Dopo la reazione del nitrato di sodio e delle pietre di mullite, può verificarsi un'espansione distruttiva dei mattoni ad alto contenuto di alluminio.
I mattoni ad alto contenuto di alluminio presentano un'eccellente resistenza alle alte temperature e all'abrasione. Sono ampiamente utilizzati nel rivestimento di vari forni industriali, come altiforni, forni ad aria calda e forni rotativi. Tuttavia, nei forni industriali in atmosfera alcalina, l'uso di mattoni ad alto contenuto di allumina è limitato.
Le proprietà chimiche dei mattoni ad alto tenore di allumina li rendono resistenti agli effetti degli ambienti acidi. Tuttavia, in un ambiente fortemente alcalino, come i forni per cemento o le fornaci per vetro, i mattoni ad alto tenore di alluminio reagiscono con gli ossidi dei metalli alcalini, causandone la rottura e la disintegrazione. La reazione tra i mattoni di Al₂O₂ e gli ossidi dei metalli alcalini solitamente porta alla formazione di un gel di alluminosilicato alcalino, che ha un basso punto di fusione e può facilmente fluire attraverso le fessure.
Per risolvere questo problema, sono state applicate diverse strategie per migliorare la resistenza dei mattoni ad alto contenuto di alluminio agli ambienti alcalini. Una soluzione consiste nell'aggiungere magnesia o spinello ai mattoni ad alto contenuto di allumina. La magnesia o lo spinello reagiranno con gli ossidi dei metalli alcalini formando fasi di spinello stabili, che possono aumentare la resistenza dei mattoni ad Al2O3 alla fessurazione causata dalla reazione alcalina. Un'altra soluzione consiste nell'applicare un rivestimento protettivo sulla superficie dei mattoni ad alto contenuto di allumina per impedire il contatto diretto con l'ambiente alcalino.
In sintesi, i mattoni ad alto contenuto di alluminio hanno un'applicabilità limitata nel rivestimento di forni industriali in atmosfera alcalina. Per migliorare la resistenza dei mattoni ad Al2O3 in ambienti alcalini, è necessario aggiungere determinati minerali o rivestimenti per evitare reazioni dannose con gli ossidi di metalli alcalini. È fondamentale selezionare il materiale giusto per il rivestimento dei forni industriali per ridurre i potenziali rischi e risparmiare sui costi.
Data di pubblicazione: 19-05-2023
