L’erosió dels refractaris de silicat d’alumini per alumini fos, com en els forns de fusió d’alumini i els forns de retenció, sol donar lloc a la formació de dipòsits d’òxid d’alumini al refractari. El grau d’erosió s’incrementa en presència d’alcali i en una atmosfera reductora. Això està relacionat amb la conversió de maons d’alúmina en aluminat de sodi, cosa que augmenta la cinètica de la formació en una atmosfera reduïdora, promovent la formació de nitrur d’alumini. En els forns de fusió i els forns de retenció, l’alcali pot provenir de la càrrega metàl·lica.
En els forns de fusió d'alumini i els forns de retenció, els refractadors de silicats d'alumini entren en contacte amb alumini líquid, generalment donant lloc a la formació de dipòsits interfacials units que contenen principalment òxid d'alumini, la majoria dels quals és el resultat de la reacció de l'alumini amb òxids en el refractari, especialment amb diòxid de silici, amb la fórmula de reacció següent:
4al +3 SiO2 → 2al2O 3+3 Si
La cinètica de la reacció disminueix ràpidament després que aparegui el dipòsit. Es conclou que aquest dipòsit es converteix en una barrera per a la penetració d’alumini al material refractari i la presència d’alcali en una atmosfera reduïda augmentarà la cinètica d’aquest dipòsit. Hi ha dues fonts d’òxids de sodi alcalins; En els lingots d’alumini produïts per la cèl·lula electrolítica o al material refractari. En aquest darrer cas, no es pot confirmar la presència activa de Na2O. D'altra banda, encara no s'han explicat els aspectes rellevants de l'atmosfera reductora.
L’experiment principal d’aquesta època és la reacció del material refractari de silicat d’alumini a la corrosió d’alumini causada per alcali i reducció de l’atmosfera, i la determinació dels possibles efectes dels castibles refractaris d’alumini alts (70% AL2O3) amb fluorur d’alumini (ALF3) com a infiltrant en aquesta corrosió quan els alkali estan presents al material refractari. Aquest producte és un representant de materials refractaris amorfs sense additius d’infiltració i s’utilitza a la indústria com a forns d’aïllament d’alumini i revestiments de forn de fosa d’alumini.
La temperatura de prova es determina segons la temperatura de funcionament del forn de retenció d'alumini i el forn de fosa d'alumini. La temperatura al lloc en contacte amb el metall arriba als 850 graus i la temperatura a la part de la radiació de la flama arriba als 1200 graus ~ 1500 graus. S’explica la prova d’erosió de castibles refractaris d’alumini industrial amb fluorur d’alumini (ALF3) com a agent que no s’enfosqueix, i la corrosió causada per l’alumini i el paper dels òxids bàsics continguts en el refractari s’informen.
Sembla que, sobretot en presència d’una atmosfera reductora, l’alumina beta és la fase activa en el refractari en contacte amb l’alumini líquid. Des d’un punt de vista termodinàmic, l’acció de -alumina sobre l’alumini líquid condueix a la formació de sodi metàl·lic i l’equació de reacció és la següent:
6NAAL11O 17+2 al → 6na +34 al2O3 (2)
Quan la pressió parcial d’oxigen és superior a {{{0}} ATM, el sodi metàl·lic produït a la solució d'alumini (ANA ~ 0.1) s'oxidarà i la reacció és la següent:
2na +1/2O2 → Na2o (3)
Quan la pressió parcial d’oxigen és inferior a 10-19 atm, la presència de Na2O ha d’estar relacionada amb l’acció dels òxids refractaris (especialment en sílice) sobre sodi metàl·lic i l’equació de reacció és la següent:
4NA+SiO2 → 2NA2O+Si (4)
D'altra banda, en presència d'Alf3, també es pot produir sodi metàl·lic i l'equació de reacció és la següent:
6NAAL11O 17+2 alf3 → 6NAF +34 al2O3 (5)
3NAF+AL → 3NA+ALF3 (6)
Mitjançant l’anàlisi, quan l’electròlit líquid existeix a una temperatura superior a 888 graus, les equacions de reacció (5) i (6) poden produir sodi metàl·lic, que és propici per a l’intercanvi entre els reactants. En aquestes condicions, es preveu que els castibles refractaris obtinguin una cinètica de generació de Na2o més elevada, de manera que si aquest conté ALF3 com a agent humit, l’alumini corroirà el material refractari més ràpidament. El dipòsit de la interfície conté principalment corundum (A-AL2O3) i també conté alumini (Al) i nitrur d’alumini (ALN). Es creu que el nitrur d’alumini present en el dipòsit pot participar en aquest procés de corrosió. La participació del nitrur d’alumini és coherent amb l’anàlisi dels productes de reacció obtinguts entre l’alumini i el carbonat de sodi a l’aire i el nitrogen. Es va identificar que el producte de reacció principal obtingut a 900 graus és l’aluminat de sodi (Naalo2), que existeix en forma d’hidrat (Naalo2 · 3H2O). La gravetat específica de l’aluminat de sodi és de 2,69g/cm³, mentre que la d’òxid d’alumini és de 3,96g/cm³. Per tant, el dipòsit de protecció d’alumini ha d’anar acompanyat d’un augment del volum quan es converteix en aluminat de sodi. L’augment del volum facilita la formació d’esquerdes, que facilita la penetració de l’alumini i fa que el material refractari sigui susceptible a l’erosió.
