AZS 내화벽돌과 기포형성의 물리적 메커니즘
녹은AZS 벽돌내부에는 많은 기공이 있고, 이 기공의 내부는 가스로 채워져 있습니다. 가스의 조성은 공기와 거의 동일합니다. 즉, 주로 질소, 산소 및 소량의 이산화탄소 가스입니다. AZS 벽돌과 유리액의 접촉시간이 길어질수록 벽돌 표면의 침식으로 인해 내부 공극이 노출되고 동시에 내부에 채워진 가스가 방출되어 기포가 형성됩니다.
AZS 내화물 및 기포 형성의 화학적 메커니즘
용융된 AZS 내화물에는 산화되어 탄소, 황, 탄화지르코늄, 질화물, 질소 산화물 등과 같은 가스를 형성할 수 있는 불순물 원소가 포함되어 있습니다. AZS 내화물 벽돌이 1400도 이상으로 가열되면 이러한 불순물 원소는 산화 반응을 겪게 됩니다. 해당 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 이산화황 및 기타 가스를 형성합니다.
일반적으로 용융된 AZS 벽돌을 냉각한 후 다시 가열하면 유리액과 용융된 AZS 벽돌의 접촉점에 산소 기포와 2차 기포가 발생하게 된다. 이는 일반적으로 주조 AZS 벽돌에 소량(<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.
온도가 낮아지면 반응식이 양의 방향으로 진행되어 Fe3+의 형성에 도움이 됩니다. 온도가 증가하면 반응식이 반대 방향(역반응)으로 진행되어 O2 형성에 도움이 됩니다.
산소 발생의 또 다른 이유는 용융 유리와 AZS 내화 벽돌 사이의 전기화학 반응, 또는 용융 유리와 AZS 내화물이 접촉하지 않을 때의 "원격" 전기화학 반응입니다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 이온은 전자 전달을 담당합니다. 이 배터리 반응에서는 유리 용융물 내의 산소 이온(O2-)이 산소(O2)로 산화됩니다.
유리 용융물은 주조된 AZS 벽돌과 접촉합니다. 유리 용융물의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 이온의 농도는 내화물의 농도보다 훨씬 높습니다. 또한 유리상의 침투로 인해 이러한 금속 이온 Mn+가 내화물로 확산됩니다. 그 결과 AZS 내화물 내부로 확산된 전자를 중화시켜 전기적 중성을 유지하게 됩니다.
