Briques de siliceLes briques réfractaires en silice ont une faible résistance à la corrosion par les oxydes alcalins et sont souvent utilisées dans la structure supérieure des fours à cuve. Habituellement, l'agent corrosif dans les fours à cuve est principalement le R2O. Après qu'une grande quantité de R2O ait corrodé les briques réfractaires en silice, le point de fusion de la couche superficielle de cette brique chutera brusquement et des gouttelettes de stalactites apparaîtront. Cependant, la corrosion par stalactites ne se produit généralement pas pendant le fonctionnement normal. La diffusion des composants alcalins vers le milieu du corps de la brique après contact avec la surface de la brique existe également. Cependant, sa profondeur de diffusion est beaucoup plus faible que celle des matériaux réfractaires en argile. Au début de cette altération, le R2O dissout les briques de silicium de la surface et pénètre dans le corps de la brique à travers les pores, ne formant qu'une très fine couche de transition métamorphique à bas point de fusion sur la surface, ce qui réduit la corrosion supplémentaire des briques réfractaires en silice. À ce moment, le composant alcalin de la couche externe du corps de la brique est plus élevé et la concentration du composant alcalin chute soudainement de la couche interne.
Cela est dû au fait que la surface des briques de silice se dissout, générant une nouvelle phase vitreuse contenant davantage de SiO2. La viscosité de cette phase vitreuse est relativement élevée, ce qui non seulement bloque les pores, mais empêche également la diffusion et la migration des ions alcalins vers la couche interne de la brique, empêchant ainsi l'érosion supplémentaire de la brique. Ce n'est que lorsque la flamme est projetée sur le sommet de l'arche, provoquant une surchauffe locale, et que la phase vitreuse à la surface de la brique est retirée, que la brique est encore plus érodée.
Après avoir été érodée, la surface de la brique de silice à grande arche est blanche et lisse, et la couche métamorphique est très évidente. En plus des cristaux de SiQ2, il n'y a pas d'autres cristaux dans la couche métamorphique. Avec la diffusion et l'invasion de Na2O, il a un bon effet de minéralisation sur la croissance de la tridymite. Par conséquent, dans la zone d'altération des matériaux réfractaires siliceux, la recristallisation de la tridymite occupe une position très importante. De plus, la tridymite est en contact avec la phase vitreuse depuis longtemps et peut également se développer en colonne tubulaire dans la nouvelle phase vitreuse produite lors de la réaction de remplacement. La surface intérieure des briques de silice près de la zone de température la plus élevée est constituée de cristaux de cristobalite. La température à laquelle la tridymite se transforme en tridymite est théoriquement de 1470 degrés, mais la température de transformation peut être réduite à 1260 degrés lorsque R2O coexiste. Le quartz commence à se transformer en tridymite à 870 degrés, et la température à cet endroit peut être déduite de cette transformation. Qu'il s'agisse de recristallisation ou de transformation polycristalline, elle affaiblira la solidité de la liaison entre les particules du corps de la brique et pourra même être détruite en raison d'une expansion et d'une contraction inégales, entraînant un décollement lâche.
Une fois les briques de silice dans la zone à haute température du bassin de fusion du four à piscine corrodées, elles sont clairement divisées en plusieurs couches : une très fine couche de verre à haute viscosité à la surface ; derrière elle se trouvent des cristaux de cristobalite blancs et denses ; derrière elle se trouve une couche de cristal de cristobalite vert clair, qui est vert clair en raison de la teneur élevée en FeO ; derrière elle se trouve une couche de transition grise, dans laquelle la teneur en tridymite est supérieure à celle de la brique d'origine, et la teneur en cristobalite est inférieure ; la plus interne est une couche jaune clair non dégradée.
La brique de silice a une faible résistance à la corrosion par la phase liquide R2O. La phase liquide R2O érode d'abord le maillon faible du liant dans la brique, provoquant la perte du liant et le relâchement de l'agrégat. Si le four est mal construit ou cuit et que la maçonnerie en briques de silice a de petits joints de briques, la phase gazeuse R2O dans le gaz du four pénètrera dans les joints de briques. En raison de la basse température à l'intérieur des joints de briques, le gaz R2O se condensera en liquide à environ 1400 degrés. Ce liquide R2O à haute concentration érodera rapidement les briques réfractaires en silice et formera des trous. À ce moment-là, s'il y a une ventilation et un refroidissement, cela accélérera la condensation du gaz R2O, accélérant ainsi l'érosion et causant de graves dommages aux briques.
En général, la partie la plus érodée de la brique de silice se situe entre 1/3 et 1/2 de sa partie supérieure, là où le gaz s'est condensé et la température est relativement élevée, de sorte que l'érosion est la plus grave. Une fois la brique de silice érodée, bien que l'espace sur le dessus soit petit, il existe souvent une grande cavité légèrement en dessous.
Par conséquent, d'une part, la maçonnerie en briques de silice nécessite de réduire les joints de briques, notamment l'utilisation de briques voûtées de grande taille ; d'autre part, lorsque la température du four ne dépasse pas 1600 degrés, l'utilisation d'une isolation de couronne peut empêcher le R2O de se condenser dans les joints de briques, réduisant ainsi l'érosion. Par conséquent, l'isolation en briques voûtées de grande taille peut non seulement économiser du carburant, mais également protéger le sommet de la voûte et prolonger la durée de vie.
Les pierres générées par la grande arche de briques de silice sont rarement observées dans des circonstances normales. Étant donné que le composant principal des briques de silicium est le SiO2, le SiO2 fond et se diffuse facilement dans le bain de fusion et s'homogénéise dans le liquide de verre. Ce morceau transparent contenant plus de SiO2 contient des cristaux de quartz ou de quartz, qui peuvent être observés à l'œil nu comme étant légèrement vert jaunâtre. Cela est dû au fait que les briques réfractaires en silice contiennent plus de Fe2O3. Cependant, lors de la fusion à haute température, en raison de la fusion et de l'écoulement vers le bas de ces briques sur le dessus du four, les briques de coulée électrofusionnées au fond sont érodées par l'écoulement du silicium et pénètrent dans le liquide de verre pour produire des pierres réfractaires.
Les briques de silice sont très durables dans des conditions de fonctionnement normales. L'Al2O3 dans les briques réfractaires en silice est une substance nocive. Une légère augmentation de sa teneur réduira considérablement sa réfractarité. Ces dernières années, la température du four a augmenté, ce qui nécessite l'utilisation de briques de silice de haute qualité, qui ont une teneur en SiO2 allant jusqu'à 97 %, une teneur en Al2O3 inférieure à 0,3 % et d'autres impuretés inférieures à 0,5 %. La température de ramollissement de la charge est de 30 à 40 degrés supérieure à celle des briques de silice ordinaires, de sorte que la température du four à cuve peut être augmentée de 20 à 30 degrés.
