Attualmente, la siviera è gradualmente su larga scala e la sua elevata temperatura di fusione e il lungo tempo di fusione, le condizioni di utilizzo sono sempre più rigorose, il che pone requisiti più elevati per i materiali refrattari utilizzati nella siviera. A causa della posizione e dell'ambiente speciali del mattone traspirante nella siviera, il requisito della sua durata, il tasso di successo del soffiaggio e la quantità traspirante sono elevati. Attualmente, il mattone traspirante sul fondo della siviera è diventato il fattore di collo di bottiglia che limita la durata della siviera. Elevato tasso di soffiaggio, pulizia senza ossigeno e sincronizzazione con la durata di servizio del rivestimento della siviera o del refrattario inferiore sono gli obiettivi comuni degli utenti, dei produttori di mattoni traspiranti e dei ricercatori.
1. Analisi dei danni dei mattoni traspiranti
Il processo di funzionamento intermittente del mattone traspirante per siviera è la connessione dell'acciaio, la raffinazione con soffiaggio d'aria, la colata di acciaio, la colata di scorie, la pulizia con ossigeno. Il processo di cui sopra viene ripetuto nell'uso del mattone traspirante fino alla fine della vita. Tra i molti fattori che influenzano la vita utile del mattone traspirante, lo stripping termico e la pulizia con ossigeno sono le ragioni importanti che portano al danneggiamento del mattone traspirante, e anche il tempo di agitazione con soffiaggio e l'intensità di agitazione hanno un'influenza molto significativa sul danneggiamento del mattone traspirante. Le ragioni principali del rientro dell'acciaio fuso e della frequente sostituzione del mattone traspirante sono la scheggiatura, il bloccaggio dell'acciaio nella fessura e il mancato soffiaggio.
Nell'uso sul campo, si è spesso riscontrato che la parte inferiore della superficie riscaldante del mattone traspirante in spinello di corindone fessurato a contatto con l'acciaio fuso è soggetta a crepe trasversali, con conseguente sfaldatura termica dalle crepe trasversali, il che riduce notevolmente la durata utile del mattone traspirante. L'erosione e la penetrazione di acciaio liquido e scorie sono una delle ragioni importanti che portano al danneggiamento del mattone traspirante. L'erosione e la penetrazione di acciaio fuso e scorie formano uno strato metamorfico di reazione sulla faccia di lavoro del nucleo traspirante, il che porta alla sfaldatura della struttura. Una penetrazione grave bloccherà le vie aeree, ridurrà la velocità di soffiaggio e la durata utile.
L'analisi della microstruttura del mattone residuo dopo l'uso mostra che la fessura e la crepa del mattone permeabile utilizzato nel processo di raffinazione LF presentano un'evidente erosione e penetrazione delle scorie, e la fessura e la crepa del mattone permeabile utilizzato nel processo di raffinazione LF+VD presentano una penetrazione dell'acciaio liquido. Nel corso del funzionamento periodico, l'espansione della bocca della fessura e la crepa causata dallo shock termico aggraveranno l'erosione da penetrazione dell'acciaio fuso o delle scorie e porteranno al verificarsi del fenomeno di scheggiatura. Dopo aver tappato la fessura del mattone traspirante, deve essere pulita soffiando ossigeno, il che influisce direttamente sulla velocità di soffiaggio e sulla durata del mattone traspirante.
2. Progressi nella ricerca di materiali in mattoni traspiranti
Per migliorare le prestazioni e la durata del mattone traspirante fessurato, vengono prese alcune contromisure dagli aspetti delle materie prime e della tecnologia di produzione. 1) Dal punto di vista della resistenza all'erosione e della resistenza all'erosione, devono essere selezionate materie prime con una buona resistenza agli shock termici; 2) Dal punto di vista della resistenza alla permeabilità, è necessario scegliere un materiale che non sia facile da bagnare con acciaio fuso alla temperatura di lavoro. Ad alta temperatura e sotto vuoto, l'ordine di stabilità di diversi ossidi refrattari è il seguente: Al₂O₃ > CaO > MgO > Cr₂O₃ e l'ordine dell'angolo di bagnatura è il seguente: ZrO₂ > Al₂O₃ > MgO.