Fizični mehanizem AZS ognjevzdržne opeke in nastajanja mehurčkov
StaljenoAZS opekav notranjosti vsebuje veliko por, notranjost teh por pa je napolnjena s plinom. Sestava plina je približno enaka sestavi zraka, to pomeni, da je v glavnem dušik, kisik in majhna količina plina ogljikovega dioksida. Ko se kontaktni čas med opeko AZS in stekleno tekočino poveča, bodo zaradi erozije površine opeke izpostavljene notranje praznine, plin, napolnjen v notranjosti, pa se bo istočasno sprostil in tvoril mehurčke.
Kemični mehanizem tvorbe ognjevzdržnih in mehurčkov AZS
Staljeni AZS ognjevzdržni material vsebuje nečistoče, ki se lahko oksidirajo v plin, kot so ogljik, žveplo, cirkonijev karbid, nitrid, dušikov oksid itd. Ko se AZS ognjevzdržna opeka segreje nad 1400 stopinj, bodo ti nečistoči podvrženi oksidacijski reakciji za tvorbo ustreznega dušika, ogljikovega monoksida, ogljikovega dioksida, žveplovega dioksida in drugega plini.
Ko se staljena AZS opeka ohladi in ponovno segreje, se na kontaktni točki med stekleno tekočino in staljeno AZS opeko običajno ustvarijo mehurčki kisika in sekundarni mehurčki. To je zato, ker na splošno lite AZS opeke vsebujejo majhno količino (<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.
Ko se temperatura zniža, gre reakcijska enačba v pozitivno smer, kar je ugodno za nastanek Fe3+. Ko se temperatura poveča, se reakcijska enačba odvija v nasprotni smeri (reverzna reakcija), kar vodi do nastajanja O2.
Drugi razlog za nastajanje kisika je elektrokemična reakcija med talino stekla in AZS ognjevzdržno opeko oziroma "oddaljena" elektrokemična reakcija, ko talina stekla in AZS ognjevzdržni material nista v stiku. Ioni alkalijskih ali zemeljskoalkalijskih kovin so odgovorni za prenos elektronov. Pri tej baterijski reakciji se kisikovi ioni (O2-) v talini stekla oksidirajo v kisik (O2).
Steklena talina je v stiku z lito AZS opeko. Koncentracija ionov alkalijskih ali zemeljskoalkalijskih kovin v talini stekla je veliko večja kot v ognjevzdržnem materialu. Poleg tega bodo ti kovinski ioni Mn+ zaradi infiltracije steklene faze difundirali v ognjevzdržni material. Rezultat tega je, da nevtralizira elektrone, razpršene v ognjevarni material AZS, in ohranja električno nevtralnost.
