C’est ainsi que les ingénieurs ont trouvé de meilleurs matériaux réfractaires.

Les matières premières pour les matériaux réfractaires appliquées dans le four ou le four varient. Les scientifiques et les ingénieurs explorent les moyens d’améliorer son efficacité, de réduire les coûts et de prolonger leur durée de vie.

Des études ont montré que l'existence d'un faible pourcentage de phase liquide peut réduire efficacement la concentration de contraintes et éviter l'érosion locale excessive provoquée par la concentration de contraintes mécaniques ainsi que la fissuration et l'écaillage provoqués par la concentration de contraintes thermiques. En prenant le système corindon-spinelle comme exemple, par rapport au système corindon-spinelle présynthétisé, le système corindon-spinelle in situ a de meilleures performances de service. D'une part, le spinelle in situ présente un degré de dispersion plus élevé dans la matrice, ce qui conduit à une meilleure résistance à la perméabilité des scories, mais plus important encore, un certain pourcentage de phase liquide est généré à haute température grâce à l'ajout d'un petit quantité de cendre de silice. La teneur en liquide du système spinelle corindon in situ à haute température est étroitement liée à la quantité de cendres de silice. Des études expérimentales ont montré que la quantité optimale de cendres de silice devrait être de 0,7-0,8 % en poids du matériau total de la formule. Cependant, la formation de phase liquide dans les matériaux réfractaires est affectée par de nombreux facteurs tels que la composition, la teneur et la répartition des impuretés ainsi que par le changement de température. Il est donc difficile de réaliser la formation contrôlable de phase liquide lors de l'application.

Un pourcentage contrôlé de phase liquide est produit par réaction in situ en introduisant une matière première spécifique dans le réfractaire. Des exemples réussis incluent l'introduction d'un bouclier de magnésium dans une brique de magnésie-carbone et d'andalousite dans un matériau de rainure en fer.

Le bouclier en magnésium est une sorte de matériau multiphasé poreux synthétique. La principale caractéristique de la microstructure du bouclier de magnésium est que la phase d'aluminate de calcium est dispersée parmi les grains de spinelle.

Pendant le service, la phase d'aluminate de calcium dans le bouclier de magnésium réagit avec des impuretés telles que SiO2 dans la brique de magnésie-carbone pour former une phase liquide, ce qui provoque une déformation plastique des particules du bouclier de magnésium et réduit la concentration de contraintes.

De plus, la phase liquide pénètre dans la matrice sous l'action de la force capillaire pour fermer les pores et retarder la réaction d'oxydation, améliorant ainsi les performances de service de la brique magnésie-carbone.

Pour les briques magnésium-carbone utilisées pour construire les murs, l’ajout d’un bouclier en magnésium peut réduire le taux d’érosion et prolonger la durée de vie. Pour les briques de magnésie-carbone des lignes de laitier, l'ajout d'un bouclier de magnésium peut remplacer l'antioxydant métallique sans affecter les performances de service, bien que le taux d'érosion ne puisse pas être réduit de manière significative.

L'introduction d'andalousite dans le matériau des fossés en fer peut également améliorer la résistance à l'oxydation.

Le mécanisme est le suivant : la réaction de mullitisation de l'andalousite se produit pendant le service, et la phase liquide générée pénètre dans la matrice de la rainure en fer sous l'action de la force capillaire, scellant ainsi les stomates.

Mais comme le cycle de service du matériau des fossés en fer est long, l'accumulation continue de phase liquide affectera les performances anti-érosion du matériau des fossés en fer dans la période ultérieure, il n'est donc généralement pas recommandé d'utiliser l'andalousite dans le fossé principal, en particulier le matériau de fossé en fer près du point de chute du fer.

Pour les usines, il est primordial de tester de nouveaux matériaux et de nouvelles méthodes de fabrication, en particulier dans les circonstances actuelles où les matières premières montent en flèche et où les gens du monde entier prônent l'objectif zéro carbone et défendent la protection de l'environnement.