بشكل عام، لا يُنصح باستخدام الطوب عالي الألومينا في أفران الأجواء القلوية. لأن الوسط القلوي والحامضي يحتويان أيضًا على الكلور، فإنه يخترق الطبقات العميقة من الطوب عالي الألومينا على شكل تدرج، مما يؤدي إلى انهيار الطوب الحراري.
بعد تآكل الغلاف الجوي القلوي، تظهر شقوق أفقية في الطوب عالي الألمنيوم. يتكون هذا التآكل من غازات الوقود الرمادية، والغازات المحترقة، ومكونات قلوية في منتجات أخرى. تتفاعل هذه المكونات مع الطور الزجاجي وحجر الموليت في الطوب عالي الألمنيوم.
سيظهر على السطح طوب عالي الألمنيوم متآكل قلويًا. كما ستُولّد مركبات الغاز المحترقة نترات الإغراء، وترسبًا في فجوة الطوب عالي الألمنيوم؛ وسيُشكّل تفاعل الأنهار الجليدية المُتولدة مرحلة جديدة مُعقدة. عند ملامسة نتريلات اللاكي الخالية من الماء للفاجرام المُتولد، سيحدث تفاعل مضاد للتبخر، مما يُسبب تشقق الطوب عالي الألمنيوم أو سقوطه. بالإضافة إلى ذلك، يُعدّ التآكل الحراري خطيرًا جدًا في حالة تآكل الطوب الحراري، نظرًا لتآكل كوارتز فانغ، ونبيذ السماء، وسيليكا بلورات الكوارتز. سيكون استخدام بلاط النار أكثر خطورة من استخدام المعكرونة الباردة.
يُلحق ثاني أكسيد السيليكون ضررًا بالغًا بالطوب. تذوب السيليكا في الطور السائل للطوب عالي الألمنيوم. تُشكل نترات اللاكيل المنصهرة وأحجار السيليكون منخفضة نقطة الانصهار كمية كبيرة من الطور السائل. كلما زادت نسبة السيليكا في الطوب، زادت كمية الطور السائل. تُشوّه الطور السائل الزائد الطوب عالي الألمنيوم. كما يُلحق السيليكون السيليكوني الضرر بالطوب. بسبب استهلاك السيليكا الحرة، يتآكل طور مو لاي شي. بعد تفاعل نترات اللاكيل وأحجار الموليت، قد يُسبب تمددًا مُدمرًا للطوب عالي الألمنيوم.
يتميز طوب الألمنيوم عالي الجودة بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والتآكل. ويُستخدم على نطاق واسع في تبطين مختلف الأفران الصناعية، مثل أفران الصهر، وأفران الهواء الساخن، والأفران الدوارة. ومع ذلك، في الأفران الصناعية ذات الأجواء القلوية، يكون استخدام طوب الألمنيوم عالي الجودة محدودًا.
الخصائص الكيميائية للطوب عالي الألومينا تجعله مقاومًا لتأثيرات البيئات الحمضية. ومع ذلك، في البيئات شديدة القلوية، مثل أفران الأسمنت أو أفران الزجاج، يتفاعل الطوب عالي الألومنيوم مع أكاسيد الفلزات القلوية، مما يتسبب في تشقق الطوب وتفككه. عادةً ما يؤدي تفاعل طوب Al2O3 مع أكاسيد الفلزات القلوية إلى تكوين هلام سيليكات ألومينو قلوي، ذو درجة انصهار منخفضة، ويمكنه التدفق بسهولة عبر الشقوق.
لحل هذه المشكلة، طُبّقت عدة استراتيجيات لتحسين مقاومة الطوب عالي الألمنيوم للبيئات القلوية. أحد الحلول هو إضافة المغنيسيا أو الإسبنيل إلى الطوب عالي الألومينا. يتفاعل المغنيسيا أو الإسبنيل مع أكاسيد الفلزات القلوية لتكوين أطوار إسبينيل مستقرة، مما يعزز مقاومة طوب Al2O3 للتشقق الناتج عن تفاعلات القلويات. ومن الحلول الأخرى وضع طبقة واقية على سطح الطوب عالي الألومينا لمنع ملامسته المباشرة للبيئة القلوية.
باختصار، طوب الألمنيوم العالي قابل للتطبيق بشكل محدود في تبطين الأفران الصناعية في الأجواء القلوية. لتعزيز مقاومة طوب أكسيد الألومنيوم في البيئات القلوية، من الضروري إضافة معادن أو طلاءات معينة لتجنب التفاعلات الضارة مع أكاسيد المعادن القلوية. من الضروري اختيار المادة المناسبة لتبطين الأفران الصناعية لتقليل المخاطر المحتملة وتوفير التكاليف.
وقت النشر: ١٩ مايو ٢٠٢٣
