Günümüzde kepçe giderek büyük ölçekli hale gelmiştir ve yüksek eritme sıcaklığı ve uzun eritme süresi, kullanım koşulları giderek daha sıkı hale gelmekte olup, bu da kepçede kullanılan refrakter malzemeler için daha yüksek gereksinimler ortaya koymaktadır. Nefes alabilen tuğlanın kepçedeki özel konumu ve ortamı nedeniyle, ömrü, üfleme başarı oranı ve nefes alabilen miktarı gereksinimi yüksektir. Günümüzde kepçenin altındaki nefes alabilen tuğla, kepçenin ömrünü sınırlayan darboğaz faktörü haline gelmiştir. Yüksek üfleme oranı, oksijensiz temizlik ve kepçe astarının veya alt refrakterinin hizmet ömrü ile senkronizasyon, kullanıcıların, nefes alabilen tuğla üreticilerinin ve araştırmacıların ortak hedefleridir.
1. Nefes alabilen tuğlanın hasar analizi
Pota için nefes alabilen tuğlanın aralıklı çalışma süreci çelik bağlantısı, hava üfleme rafinasyonu, çelik dökümü, cüruf dökümü, oksijen temizliğidir. Yukarıdaki işlem nefes alabilen tuğlanın kullanım ömrü sonuna kadar tekrarlanır. Nefes alabilen tuğlanın hizmet ömrünü etkileyen birçok faktör arasında ısı sıyırma ve oksijen temizliği nefes alabilen tuğlanın hasar görmesine yol açan önemli nedenlerdir ve üfleme karıştırma süresi ve karıştırma yoğunluğu da nefes alabilen tuğlanın hasar görmesi üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Erimiş çeliğin tekrar girmesinin ve nefes alabilen tuğlanın sık sık değiştirilmesinin başlıca nedenleri dökülme, çeliğin yarıkta sıkışması ve üfleme başarısızlığıdır.
Saha kullanımında, erimiş çelikle temas eden yarık korindon spinel nefes alabilen tuğlanın ısıtma yüzeyinin alt kısmının enine çatlaklara eğilimli olduğu ve enine çatlaklardan termal sıyrılmaya neden olduğu ve bunun da nefes alabilen tuğlanın hizmet ömrünü büyük ölçüde azalttığı sıklıkla görülür. Sıvı çeliğin ve cürufun aşınması ve penetrasyonu, nefes alabilen tuğlanın hasar görmesine yol açan önemli nedenlerden biridir. Erimiş çeliğin ve cürufun aşınması ve penetrasyonu, nefes alabilen çekirdeğin çalışma yüzünde bir reaksiyon metamorfik tabakası oluşturur ve bu da yapının sıyrılmasına yol açar. Şiddetli penetrasyon hava yolunu tıkayacak, üfleme hızını ve hizmet ömrünü azaltacaktır.
Kullanımdan sonra kalan tuğlanın mikro yapı analizi, LF rafinasyon işleminde kullanılan geçirgen tuğlanın yarık ve çatlaklarında belirgin cüruf aşınması ve penetrasyonunun olduğunu ve LF+VD rafinasyon işleminde kullanılan geçirgen tuğlanın yarık ve çatlaklarında sıvı çelik penetrasyonu olduğunu göstermektedir. Periyodik çalışma sırasında, yarık ağzının genişlemesi ve termal şoktan kaynaklanan çatlak, erimiş çeliğin veya cürufun penetrasyon aşınmasını şiddetlendirecek ve parçalanma olayının meydana gelmesine yol açacaktır. Nefes alabilen tuğlanın yarığı tıkandıktan sonra, üfleme hızını ve nefes alabilen tuğlanın hizmet ömrünü doğrudan etkileyen oksijen üfleyerek temizlenmelidir.
2. Nefes alabilen tuğla malzemesinin araştırma ilerlemesi
Yarık nefes alabilen tuğlanın performansını ve hizmet ömrünü iyileştirmek için hammadde ve üretim teknolojisi yönlerinden bazı karşı önlemler alınır. 1) Erozyon direnci ve erozyon direnci perspektifinden, iyi termal şok direncine sahip hammaddeler seçilmelidir; 2) Geçirgenlik direnci perspektifinden, çalışma sıcaklığında erimiş çelik tarafından ıslanması kolay olmayan bir malzeme seçmek gerekir. Yüksek sıcaklık ve vakum altında, çeşitli refrakter oksitlerin kararlılık sırası şu şekildedir: Al₂O₃ > CaO > MgO > Cr₂O₃ ve ıslatma Açısı sırası şu şekildedir: ZrO₂ > Al₂O₃ > MgO.