En règle générale, les briques à haute teneur en aluminium ne doivent pas être utilisées dans un four à atmosphère alcaline. Comme les milieux alcalin et acide contiennent également du chlore, celui-ci pénètre les couches profondes des briques à haute teneur en alumine sous forme de gradient, ce qui provoque l'effondrement de la brique réfractaire.
Après l'érosion de l'atmosphère alcaline, la brique à haute teneur en aluminium présente des fissures horizontales. L'érosion est composée de combustible gris, de gaz de combustion et de composants alcalins présents dans d'autres produits. Ces composants réagissent avec la phase vitreuse et la mullite de la brique à haute teneur en aluminium.
Les briques à haute teneur en aluminium, corrodées par des alcalins, apparaîtront à la surface. La combustion des composés gazeux produira également du nitrate de fer, qui se déposera dans les interstices des briques à haute teneur en aluminium ; la réaction des glaciers ainsi formés formera une nouvelle phase complexe. Lorsque les nitriles chanceux anhydres entrent en contact avec le glacis généré, une réaction anti-vaporisation se produit, provoquant la fissuration ou la chute des briques à haute teneur en aluminium. De plus, la corrosion thermique est également très grave pour les briques réfractaires, en raison de l'érosion du quartz Fang, du Skywine et de la silice cristalline de quartz. L'utilisation de tuiles réfractaires sera plus dangereuse que celle des nouilles froides.
Les dommages causés aux briques de dioxyde de silicium sont également très graves. La silice est dissoute dans la phase liquide des briques à forte teneur en aluminium. La fusion du nitrate de calcium et des pierres de silicium à bas point de fusion forme une grande quantité de phase liquide. Plus la teneur en silice est élevée, plus la quantité de phase liquide est importante. Un excès de phase liquide déforme les briques à forte teneur en aluminium. Le silicium est également endommagé. La consommation de silice libre entraîne l'érosion de la phase Mo Lai Shi. La réaction du nitrate de calcium et de la pierre de mullite peut provoquer une expansion destructive des briques à forte teneur en aluminium.
Les briques à haute teneur en aluminium présentent une excellente résistance aux températures élevées et à l'abrasion. Elles sont largement utilisées pour le revêtement de divers fours industriels, tels que les hauts fourneaux, les fours à air chaud et les fours rotatifs. Cependant, dans les fours industriels à atmosphère alcaline, leur utilisation est limitée.
Les propriétés chimiques des briques à haute teneur en alumine leur permettent de résister aux effets des environnements acides. Cependant, dans un environnement très alcalin, comme les fours à ciment ou les fours à verre, les briques à haute teneur en aluminium réagissent avec les oxydes de métaux alcalins, provoquant leur fissuration et leur désintégration. La réaction entre les briques d'Al₂O₃ et les oxydes de métaux alcalins entraîne généralement la formation d'un gel d'aluminosilicate alcalin, à bas point de fusion et capable de s'écouler facilement à travers les fissures.
Pour résoudre ce problème, plusieurs stratégies ont été appliquées pour améliorer la résistance des briques à haute teneur en aluminium aux environnements alcalins. Une solution consiste à ajouter de la magnésie ou du spinelle aux briques à haute teneur en alumine. La magnésie ou le spinelle réagit avec les oxydes alcalins pour former des phases spinelles stables, ce qui peut améliorer la résistance des briques Al₂O₃ à la fissuration due à la réaction alcaline. Une autre solution consiste à appliquer un revêtement protecteur sur la surface des briques à haute teneur en alumine afin d'éviter tout contact direct avec l'environnement alcalin.
En résumé, les briques à haute teneur en aluminium ont une applicabilité limitée pour le revêtement des fours industriels en atmosphère alcaline. Pour améliorer la résistance des briques Al₂O₃ en milieu alcalin, il est nécessaire d'ajouter certains minéraux ou revêtements afin d'éviter les réactions nocives avec les oxydes de métaux alcalins. Il est crucial de choisir le bon matériau pour le revêtement des fours industriels afin de réduire les risques potentiels et de réduire les coûts.
Date de publication : 19 mai 2023
