霞石层的形成过程是干式防渗料与电解质的化学反应与物理凝固共同作用的结果，具体分为以下3个关键步骤：
1. 电解质渗透触发反应
电解槽运行时，熔融电解质(主要成分为Na₃AlF₆(冰晶石)、NaF)通过阴极碳块的缝隙向下渗透，接触到干式防渗料。防渗料的主要成分是Al₂O₃(氧化铝)和SiO₂(二氧化硅)(来自焦宝石、铝矾土等原料)，同时添加了钠长石(含Na₂O)作为助熔剂。
2. 化学反应生成霞石
电解质中的Na₂O(由NaF或冰晶石分解产生)与防渗料中的Al₂O₃、SiO₂发生原位化学反应，生成霞石(Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂)，反应方程式为：
Na₂O + Al₂O₃ + 2SiO₂ → Na₂AlSiO₄(霞石)
同时，NaF也会参与反应：
NaF + Al₂O₃ + SiO₂ → Na₂AlSiO₄ + SiF₄↑
生成的霞石在高温(电解槽工作温度约950℃)下呈高粘度熔融状态，会填充防渗料的气孔和缝隙。
3. 冷却凝固形成致密屏障
当熔融霞石接触到温度较低的防渗料内层(或保温层)时，温度降至霞石熔点(约1520℃)以下，迅速凝固为致密的玻璃体状釉层。这层釉层不仅堵塞了防渗料的孔隙，还能阻止电解质和钠蒸气进一步渗透，保护下方的保温层不受侵蚀。
关键影响因素
- 原料配比：Al₂O₃与SiO₂的质量比需控制在0.9~1.2(值为0.9)，确保生成稳定的霞石层。
- 添加剂作用：钠长石(添加量约3%)可促进霞石层形成，石英(添加量约9%)调整SiO₂含量，优化反应效果。
- 温度条件：电解槽高温环境(950℃左右)为反应提供能量，而内层较低温度使霞石快速凝固，形成有效屏障。
这种机制让干式防渗料能反复使用——修槽时只需清理表面反应层，补充少量新料即可恢复防渗性能。
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