일반적으로 고알루미나 벽돌은 알칼리 분위기 용광로에 사용해서는 안 됩니다. 알칼리 및 산성 매체에는 염소가 포함되어 있기 때문에, 고알루미나 벽돌의 깊은 층을 구배 형태로 침투하여 내화 벽돌이 붕괴될 수 있습니다.
알칼리성 분위기에서 침식된 고알루미늄 벽돌은 수평 균열을 형성합니다. 침식은 연료 회색, 연소 가스, 그리고 다른 생성물의 알칼리 성분으로 구성됩니다. 이러한 성분들은 고알루미늄 벽돌의 유리상 및 멀라이트 스톤과 반응합니다.
알칼리성으로 부식된 고알루미늄 벽돌이 표면에 나타납니다. 연소 가스 화합물은 또한 질산염을 생성하여 고알루미늄 벽돌 틈새에 침전물을 형성합니다. 생성된 빙하의 반응은 복잡한 새로운 상을 형성합니다. 물이 없는 운모 니트릴이 생성된 바그램과 접촉하면 기화 방지 반응이 발생하여 고알루미늄 벽돌이 갈라지거나 떨어집니다. 또한, 내화 벽돌의 열 부식은 매우 심각합니다. 방석영, 스카이와인, 석영 결정 실리카의 침식으로 인해 발생합니다. 내화 타일을 사용하면 냉면보다 더 심각한 부식이 발생합니다.
이산화규소 벽돌의 손상 또한 매우 심각합니다. 실리카는 고알루미늄 벽돌-액상(liquid phase)에 용해됩니다. 용융된 운모석질산염과 저융점 규소석은 다량의 액상을 형성합니다. 벽돌 내 실리카 함량이 높을수록 액상의 양도 증가합니다. 과도한 액상은 고알루미늄 벽돌을 변형시킵니다. 규소도 벽돌에 손상을 입힙니다. 유리 실리카가 소모되어 모라이시상(Mo Lai Shi phase)이 침식됩니다. 이후 질산과 멀라이트 석의 반응은 고알루미늄 벽돌의 파괴적인 팽창을 유발할 수 있습니다.
고알루미나 벽돌은 고온 및 내마모성이 우수합니다. 고로, 열풍로, 회전로 등 다양한 산업용로의 내벽재로 널리 사용됩니다. 그러나 알칼리성 분위기의 산업용로에서는 고알루미나 벽돌의 사용이 제한적입니다.
고알루미나 벽돌은 화학적 특성으로 인해 산성 환경에 대한 내성을 지닙니다. 그러나 시멘트 가마나 유리 용광로와 같이 알칼리성이 높은 환경에서는 고알루미나 벽돌이 알칼리 금속 산화물과 반응하여 벽돌에 균열이 생기고 분해됩니다. Al2O3 벽돌과 알칼리 금속 산화물의 반응은 일반적으로 녹는점이 낮아 균열을 쉽게 통과할 수 있는 알칼리 알루미노실리케이트 겔을 형성합니다.
이 문제를 해결하기 위해 고알루미나 벽돌의 알칼리성 환경에 대한 내성을 향상시키기 위한 여러 가지 전략이 적용되었습니다. 한 가지 해결책은 고알루미나 벽돌에 마그네시아나 스피넬을 첨가하는 것입니다. 마그네시아나 스피넬은 알칼리 금속 산화물과 반응하여 안정한 스피넬 상을 형성하여 알칼리 반응으로 인한 균열에 대한 Al2O3 벽돌의 내성을 향상시킬 수 있습니다. 또 다른 해결책은 고알루미나 벽돌 표면에 보호 코팅을 도포하여 알칼리성 환경과의 직접 접촉을 방지하는 것입니다.
요약하자면, 고알루미늄 벽돌은 알칼리성 분위기의 산업용 퍼니스 라이닝에 적용하기에 제한적입니다. 알칼리성 환경에서 Al2O3 벽돌의 내구성을 향상시키려면 알칼리 금속 산화물과의 유해한 반응을 방지하기 위해 특정 미네랄이나 코팅을 첨가해야 합니다. 잠재적 위험을 줄이고 비용을 절감하기 위해서는 산업용 퍼니스 라이닝에 적합한 재료를 선택하는 것이 중요합니다.
게시 시간: 2023년 5월 19일
