일반적으로 고알루미나 벽돌은 알칼리 분위기 가마에 사용해서는 안 됩니다. 알칼리성 및 산성 환경에는 염소가 함유되어 있기 때문에, 염소가 고알루미나 벽돌의 깊은 층까지 경사 형태로 침투하여 내화벽돌이 붕괴될 수 있습니다.
알칼리성 분위기에서 침식된 고알루미늄 벽돌에는 수평 균열이 발생합니다. 침식은 연료 회색물, 연소 가스 및 기타 생성물에 포함된 알칼리 성분으로 구성됩니다. 이러한 성분들은 고알루미늄 벽돌 내의 유리상 및 멀라이트 석재와 반응합니다.
알칼리 부식으로 인해 고알루미늄 벽돌 표면에 부식이 발생합니다. 연소 가스 화합물은 질산염을 생성하고, 고알루미늄 벽돌 틈새에 침전물을 형성합니다. 생성된 질산염이 반응하여 새로운 복합상을 형성합니다. 수분이 없는 질산염이 생성된 침전물과 접촉하면 증발 방지 반응이 일어나 고알루미늄 벽돌에 균열이 생기거나 떨어져 나갈 수 있습니다. 또한, 열 부식은 내화 벽돌 부식에 매우 심각한 영향을 미칩니다. 석영, 스카이와인, 석영 결정 실리카 등의 침식으로 인해 내화벽돌의 부식은 냉면보다 훨씬 심각해집니다.
이산화규소 벽돌의 손상 또한 매우 심각합니다. 고알루미늄 벽돌에서 실리카는 액상으로 용해됩니다. 용융된 질산염과 저융점 규석은 다량의 액상을 형성합니다. 벽돌의 실리카 함량이 높을수록 액상의 양도 많아집니다. 과도한 액상은 고알루미늄 벽돌을 변형시킵니다. 규소 또한 벽돌을 손상시킵니다. 유리 실리카가 소모됨에 따라 모라이시 상이 침식됩니다. 이후 질산염과 뮬라이트 석재의 반응으로 고알루미늄 벽돌의 파괴적인 팽창이 발생할 수 있습니다.
고알루미나 벽돌은 고온 및 마모에 대한 저항성이 뛰어나 다양한 산업용 용광로, 예를 들어 고로, 열풍로, 회전로 등에 내화벽돌로 널리 사용됩니다. 그러나 알칼리 분위기 산업용 용광로에서는 고알루미나 벽돌의 사용이 제한적입니다.
고알루미나 벽돌은 화학적 성질 덕분에 산성 환경에 강합니다. 그러나 시멘트 가마나 유리 가마와 같은 강알칼리성 환경에서는 고알루미나 벽돌이 알칼리 금속 산화물과 반응하여 균열이 생기고 부서질 수 있습니다. Al2O3 벽돌과 알칼리 금속 산화물의 반응은 일반적으로 융점이 낮아 균열 사이로 쉽게 흘러들어가는 알칼리 알루미노실리케이트 겔을 생성합니다.
이 문제를 해결하기 위해 고알루미나 벽돌의 알칼리성 환경에 대한 저항성을 향상시키기 위한 여러 전략이 적용되어 왔습니다. 한 가지 방법은 고알루미나 벽돌에 마그네시아 또는 스피넬을 첨가하는 것입니다. 마그네시아 또는 스피넬은 알칼리 금속 산화물과 반응하여 안정적인 스피넬 상을 형성함으로써 알칼리 반응으로 인한 균열에 대한 Al2O3 벽돌의 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 또 다른 방법은 고알루미나 벽돌 표면에 보호 코팅을 적용하여 알칼리성 환경과의 직접적인 접촉을 방지하는 것입니다.
요약하자면, 고알루미늄 벽돌은 알칼리 분위기의 산업용 용광로 내화재로 사용하기에는 적용 범위가 제한적입니다. 알칼리 환경에서 Al2O3 벽돌의 내성을 향상시키기 위해서는 알칼리 금속 산화물과의 유해한 반응을 방지하기 위해 특정 광물이나 코팅을 첨가해야 합니다. 잠재적 위험을 줄이고 비용을 절감하기 위해서는 산업용 용광로 내화재로 적합한 재료를 선택하는 것이 매우 중요합니다.
게시 시간: 2023년 5월 19일
