Yleisesti ottaen runsaasti alumiinia sisältäviä tiiliä ei tule käyttää emäksisessä ilmakehässä. Koska sekä emäksisessä että happamassa väliaineessa on klooria, se tunkeutuu gradientin muodossa runsaasti alumiinioksidia sisältävien tiilien syviin kerroksiin, mikä aiheuttaa tulenkestävän tiilen romahtamisen.
Korkean alumiinipitoisuuden omaava tiili on emäksisen ilmakehän eroosion jälkeen vaakasuorissa halkeamissa. Eroosio koostuu polttoaineen harmaasta, palavista kaasuista ja muiden tuotteiden emäksisistä komponenteista. Nämä komponentit reagoivat korkean alumiinipitoisuuden omaavan tiilen lasifaasin ja mulliittikiven kanssa.
Pinnalle ilmestyy emäksisesti syöpyneitä, runsaasti alumiinia sisältäviä tiiliä. Palavat kaasuyhdisteet tuottavat myös houkuttelevaa nitraattia ja sedimentaatiota runsaasti alumiinia sisältävien tiilien raoissa; syntyneiden jäätiköiden reaktio muodostaa monimutkaisen uuden faasin. Kun vedettömät onnennitriilit ovat kosketuksissa syntyneen vagramin kanssa, tapahtuu höyrystymisreaktio, joka aiheuttaa runsaasti alumiinia sisältävän tiilen halkeilun tai putoamisen. Lisäksi lämpökorroosio on erittäin vakava tekijä tulenkestävien tiilien korroosiossa. Fang-kvartsin, Skywinen ja kvartsikiteen eroosion vuoksi tulisijojen käyttö on vakavampaa kuin kylmien nuudelien käyttö.
Piidioksidin aiheuttamat vauriot tiilille ovat myös erittäin vakavia. Piidioksidi liukenee korkean alumiinipitoisuuden omaavaan tiileen nestemäisessä faasissa. Sulavat onninitraatit ja alhaisen sulamispisteen omaavat piikivet muodostavat suuren määrän nestemäistä faasia. Mitä suurempi tiilen piidioksidipitoisuus on, sitä suurempi on nestemäisen faasin määrä. Liiallinen nestemäinen faasi muuttaa korkean alumiinipitoisuuden omaavia tiiliä. Pii/pii vahingoittaa myös tiiliä. Koska vapaa piidioksidi kuluu, Mo Lai Shi -faasi erodoituu. Nitraatin ja mulliittikiven reaktio voi aiheuttaa korkean alumiinipitoisuuden omaavan tiilen tuhoisaa laajenemista.
Runsasalumiinitiilillä on erinomainen lämmön- ja kulutuksenkestävyys. Niitä käytetään laajalti erilaisten teollisuusuunien, kuten masuunien, kuumailmauunien ja kiertouunien, vuorauksessa. Emäksisessä ilmakehässä olevien teollisuusuunien käyttö runsasalumiinioksiditiilien kanssa on kuitenkin rajallista.
Korkean alumiinioksidipitoisuuden omaavien tiilien kemialliset ominaisuudet tekevät niistä kestäviä happamissa ympäristöissä. Hyvin emäksisissä ympäristöissä, kuten sementti- tai lasiuuneissa, korkean alumiinipitoisuuden omaavat tiilet reagoivat kuitenkin alkalimetallioksidien kanssa, mikä aiheuttaa tiilien halkeilua ja hajoamista. Al2O3-tiilien ja alkalimetallioksidien välinen reaktio johtaa yleensä alkalialumiinisilikaattigeelin muodostumiseen, jolla on alhainen sulamispiste ja joka voi helposti virrata halkeamien läpi.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi on sovellettu useita strategioita korkean alumiinioksidipitoisuuden omaavien tiilien kestävyyden parantamiseksi emäksisessä ympäristössä. Yksi ratkaisu on lisätä magnesiumia tai spinelliä korkean alumiinioksidipitoisuuden omaaviin tiiliin. Magnesiumoksidi tai spinelli reagoi alkalimetallioksidien kanssa muodostaen stabiileja spinellifaaseja, jotka voivat parantaa Al2O3-tiilien kestävyyttä alkalisen reaktion aiheuttamaa halkeilua vastaan. Toinen ratkaisu on levittää suojapinnoite korkean alumiinioksidipitoisuuden omaavien tiilien pinnalle estääkseen suoran kosketuksen emäksisen ympäristön kanssa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että runsaasti alumiinia sisältävien tiilien soveltuvuus emäksisessä ilmakehässä teollisuusuunien vuorauksessa on rajallinen. Al2O3-tiilien kestävyyden parantamiseksi emäksisissä ympäristöissä on tarpeen lisätä tiettyjä mineraaleja tai pinnoitteita, jotta vältetään haitalliset reaktiot alkalimetallioksidien kanssa. On ratkaisevan tärkeää valita oikea materiaali teollisuusuunien vuoraukseen mahdollisten vaarojen vähentämiseksi ja kustannussäästöjen säästämiseksi.
Julkaisun aika: 19.5.2023
