طوب السيليكاتتمتع بمقاومة ضعيفة للتآكل لأكاسيد القلويات وغالبًا ما تستخدم في الهيكل العلوي لأفران الخزانات. عادةً ما يكون العامل المسبب للتآكل في أفران الخزانات هو R2O بشكل أساسي. بعد أن تتسبب كمية كبيرة من R2O في تآكل الطوب الحراري المصنوع من السيليكا، ستنخفض نقطة انصهار الطبقة السطحية لهذا الطوب بشكل حاد، وستظهر قطرات الهوابط. ومع ذلك، لا يحدث تآكل الهوابط بشكل عام أثناء التشغيل العادي. يوجد أيضًا انتشار للمكونات القلوية إلى منتصف جسم الطوب بعد ملامسة سطح الطوب. ومع ذلك، فإن عمق انتشارها أضحل بكثير من ذلك الموجود على المواد الحرارية الطينية. في بداية هذا التغيير، يذيب R2O الطوب السيليكوني من السطح ويخترق جسم الطوب من خلال المسام، ويشكل فقط طبقة انتقالية متحولة منخفضة نقطة الانصهار رقيقة جدًا على السطح، مما يقلل من تآكل الطوب الحراري المصنوع من السيليكا. في هذا الوقت، يكون المكون القلوي للطبقة الخارجية لجسم الطوب أعلى، وينخفض تركيز المكون القلوي فجأة من الطبقة الداخلية.
يرجع ذلك إلى ذوبان سطح الطوب السيليكا، مما يؤدي إلى توليد طور زجاجي جديد يحتوي على المزيد من SiO2. تكون لزوجة هذا الطور الزجاجي عالية نسبيًا، مما لا يسد المسام فحسب، بل يعيق أيضًا انتشار أيونات المعادن القلوية وهجرتها إلى الطبقة الداخلية من الطوب، مما يمنع الطوب من المزيد من التآكل. فقط عندما يتم رش اللهب إلى أعلى القوس، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية، وإزالة الطور الزجاجي على سطح الطوب، يتعرض الطوب لمزيد من التآكل.
بعد التآكل، يكون سطح الطوب السيليكا المقوس الكبير أبيض وناعمًا، وتكون الطبقة المتحولة واضحة جدًا. بالإضافة إلى بلورات SiQ2، لا توجد بلورات أخرى في الطبقة المتحولة. مع انتشار وغزو Na2O، يكون له تأثير تمعدن جيد على نمو التريديميت. لذلك، في منطقة تغيير المواد المقاومة للحرارة السليكونية، يحتل إعادة تبلور التريديميت مكانة مهمة للغاية. علاوة على ذلك، كان التريديميت على اتصال بالطور الزجاجي لفترة طويلة، ويمكنه أيضًا أن ينمو إلى عمود أنبوبي في الطور الزجاجي الجديد الناتج أثناء تفاعل الاستبدال. السطح الداخلي للطوب السيليكا بالقرب من منطقة أعلى درجة حرارة هو بلورات كريستوبالايت. درجة الحرارة التي يتحول عندها التريديميت إلى التريديميت هي نظريًا 1470 درجة، ولكن يمكن خفض درجة حرارة التحول إلى 1260 درجة عندما يتعايش R2O. يبدأ الكوارتز بالتحول إلى ثلاثي ديميت عند درجة حرارة 870 درجة، ويمكن استنتاج درجة الحرارة في هذا الموقع من هذا التحول. سواء كان إعادة التبلور أو التحول متعدد البلورات، فإنه سيضعف صلابة الرابطة بين الجسيمات في جسم الطوب، وقد يتلف حتى بسبب التمدد والانكماش غير المتساوي، مما يؤدي إلى تقشير فضفاض.
بعد تآكل الطوب السيليكا في منطقة درجة الحرارة العالية لحوض صهر فرن المسبح، يتم تقسيمها بوضوح إلى عدة طبقات: طبقة رقيقة جدًا من الزجاج عالي اللزوجة على السطح؛ خلفها بلورات كريستوبالايت بيضاء وكثيفة؛ خلفها طبقة بلورات كريستوبالايت خضراء فاتحة اللون، وهي خضراء فاتحة بسبب المحتوى العالي من FeO؛ خلفها طبقة انتقالية رمادية، يكون فيها محتوى التريديميت أعلى من محتوى الطوب الأصلي، ومحتوى كريستوبالايت أقل؛ الطبقة الداخلية هي طبقة صفراء فاتحة غير متحللة.
تتمتع الطوب السيليكا بمقاومة ضعيفة للتآكل لمرحلة السائل R2O. تتسبب مرحلة السائل R2O أولاً في تآكل الرابط الضعيف للرابط في الطوب، مما يتسبب في فقدان الرابط وتفكك المجموع. إذا تم بناء الفرن أو خبزه بشكل غير صحيح، وكانت طوب السيليكا بها وصلات طوب صغيرة، فإن مرحلة غاز R2O في غاز الفرن ستدخل وصلات الطوب. وبسبب انخفاض درجة الحرارة داخل وصلات الطوب، سيتكاثف غاز R2O إلى سائل عند حوالي 1400 درجة. سيؤدي سائل R2O عالي التركيز هذا إلى تآكل الطوب الحراري السيليكا بسرعة وتكوين ثقوب. في هذا الوقت، إذا كان هناك تهوية وتبريد، فسيؤدي ذلك إلى تسريع تكثيف غاز R2O، وبالتالي تسريع التآكل والتسبب في أضرار جسيمة للطوب.
عادة ما يكون الجزء الأكثر تآكلًا في الطوب السيليكا هو 1/3 إلى 1/2 من جزئه العلوي، حيث تكثف الغاز وكانت درجة الحرارة مرتفعة نسبيًا، لذا فإن التآكل هو الأكثر خطورة. بعد تآكل الطوب السيليكا، على الرغم من أن الفجوة في الجزء العلوي صغيرة، إلا أنه غالبًا ما يكون هناك تجويف كبير أسفلها قليلاً.
لذلك، من ناحية، تتطلب أعمال البناء بالطوب السيليكا تقليل وصلات الطوب، بما في ذلك استخدام الطوب المقوس الكبير؛ من ناحية أخرى، عندما لا تتجاوز درجة حرارة الفرن 1600 درجة، يمكن أن يمنع استخدام عزل التاج R2O من التكثيف في وصلات الطوب، وبالتالي تقليل التآكل. لذلك، لا يمكن لعزل الطوب المقوس الكبير توفير الوقود فحسب، بل يحمي أيضًا الجزء العلوي من القوس ويطيل عمر الخدمة.
نادرًا ما تُرى الأحجار الناتجة عن القوس الكبير من الطوب السيليكا في الظروف العادية. نظرًا لأن المكون الرئيسي للطوب السيليكون هو SiO2، فإن SiO2 يذوب بسهولة وينتشر في حوض الذوبان ويتجانس في السائل الزجاجي. تحتوي هذه الكتلة الشفافة التي تحتوي على المزيد من SiO2 على بلورات من الكوارتز أو الكوارتز، والتي يمكن ملاحظتها بالعين المجردة لتكون خضراء مصفرة قليلاً. وذلك لأن الطوب الحراري السيليكا يحتوي على المزيد من Fe2O3. ومع ذلك، أثناء الذوبان في درجات الحرارة العالية، بسبب ذوبان وتدفق هذا الطوب إلى أسفل على قمة الفرن، تتآكل الطوب المصبوبة بالكهرباء في الأسفل بواسطة تدفق السيليكون وتدخل السائل الزجاجي لإنتاج الأحجار الحرارية.
تتميز طوب السيليكا بمتانتها العالية في ظل التشغيل العادي. يعتبر Al2O3 الموجود في طوب السيليكا المقاوم للحرارة مادة ضارة. ستؤدي الزيادة الطفيفة في محتواها إلى تقليل مقاومتها للحرارة بشكل كبير. في السنوات الأخيرة، ارتفعت درجة حرارة الفرن، مما يتطلب استخدام طوب السيليكا عالي الجودة، والذي يحتوي على محتوى SiO2 يصل إلى 97٪، ومحتوى Al2O3 أقل من 0.3٪، وشوائب أخرى أقل من 0.5٪. تكون درجة حرارة تليين الحمل أعلى بمقدار 30 إلى 40 درجة من درجة حرارة طوب السيليكا العادي، لذلك يمكن زيادة درجة حرارة فرن الخزان بمقدار 20 إلى 30 درجة.
