Cơ chế vật lý của sự hình thành bong bóng và gạch chịu lửa AZS
sự nóng chảygạch AZSchứa rất nhiều lỗ chân lông bên trong và bên trong những lỗ chân lông này chứa đầy khí. Thành phần của khí gần giống như không khí, nghĩa là chủ yếu là nitơ, oxy và một lượng nhỏ khí carbon dioxide. Khi thời gian tiếp xúc giữa gạch AZS và chất lỏng thủy tinh tăng lên, do bề mặt gạch bị ăn mòn, các lỗ rỗng bên trong sẽ lộ ra, đồng thời khí chứa đầy bên trong sẽ thoát ra tạo thành bong bóng.
Cơ chế hóa học của vật liệu chịu lửa AZS và sự hình thành bong bóng
Vật liệu chịu lửa AZS nóng chảy chứa các nguyên tố tạp chất có thể bị oxy hóa để tạo thành khí, chẳng hạn như cacbon, lưu huỳnh, cacbua zirconium, nitrit, oxit nitơ, v.v. Khi gạch chịu lửa AZS được nung nóng đến trên 1400 độ, các nguyên tố tạp chất này sẽ trải qua phản ứng oxy hóa để tạo thành nitơ, carbon monoxide, carbon dioxide, sulfur dioxide và các loại khí khác tương ứng.
Khi gạch AZS nóng chảy được làm lạnh và nung nóng trở lại, bọt oxy và bong bóng thứ cấp thường được tạo ra tại điểm tiếp xúc giữa chất lỏng thủy tinh và gạch AZS nóng chảy. Điều này là do nhìn chung, gạch AZS đúc có chứa một lượng nhỏ (<0.3% (mass fraction)) of variable valence elements, such as iron (Fe, Fe) or titanium (Ti, Ti). These variable valence elements can change their valence state with the change of temperature, thereby completing the role of absorbing or releasing oxygen.
Khi nhiệt độ giảm, phương trình phản ứng diễn ra theo chiều dương, thuận lợi cho sự hình thành Fe{0}}. Khi nhiệt độ tăng, phương trình phản ứng diễn ra theo hướng ngược lại (phản ứng nghịch), tạo điều kiện cho sự hình thành O2.
Một nguyên nhân khác tạo ra oxy là phản ứng điện hóa giữa thủy tinh nóng chảy và gạch chịu lửa AZS, hay phản ứng điện hóa “từ xa” khi thủy tinh tan chảy và vật liệu chịu lửa AZS không tiếp xúc với nhau. Các ion kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ chịu trách nhiệm chuyển điện tử. Trong phản ứng pin này, các ion oxy (O2-) trong thủy tinh tan chảy bị oxy hóa thành oxy (O2).
Thủy tinh nóng chảy tiếp xúc với gạch AZS đúc. Nồng độ của các ion kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ trong thủy tinh tan chảy lớn hơn nhiều so với vật liệu chịu lửa. Ngoài ra, do sự thẩm thấu của pha thủy tinh nên các ion kim loại Mn+ này sẽ khuếch tán vào vật liệu chịu lửa. Kết quả là nó trung hòa các electron khuếch tán vào vật liệu chịu lửa AZS, duy trì tính trung hòa điện.
