Водич за рупу служи као критичан канал за одвођење растопљеног гвожђа на високим температурама. Током рада, он је подвргнут не само јаком рибању, ерозији и инфилтрацији протоком растопљеног гвожђа и шљаке на високим температурама, већ и интензивном топлотном шоку који је резултат повремене природе процеса точења. Интензивне операције топљења у високим пећима довеле су до виших температура точења, повећаног протока растопљеног гвожђа, већих количина испуштеног гвожђа и шљаке и продуженог трајања точења; сходно томе, услови рада за ватросталне материјале који се користе у водилицама за рупу постају све захтевнији. Као врста монолитног ватросталног материјала посебно дизајнираног за пролазе за високе пећи, тапхолеватросталне ливницечине преко 70% свих ватросталних материјала који се троше у зони ложишта високе пећи. Штавише, везиво које се користи у овим ливницама директно одређује принос при точењу, специфичну потрошњу ватросталних материјала по тони произведеног гвожђа и укупну безбедност операција-на ложишту; према томе, избор и оптимизација везива су се појавили као примарни фокус у истраживању и развоју високо{3}}каблирања за тапхоле.
1.1 Чисти калцијум алуминатни цемент
ПуреКалцијум алуминат цемент(ЦАЦ) је хидраулично везиво произведено високо-синтеровањем на високим температурама или електричним-електро-топљењем у пећи високе-калцијум оксида и индустријске глинице. Његов хемијски састав се састоји првенствено од Ал₂О₃ и ЦаО, са масеним уделом Ал₂О₃ који се обично креће између 70% и 80%. Главне кристалне фазе одговорне за хидрауличке особине ЦАЦ су монокалцијум алуминат (ЦА) и дикалцијум алуминат (ЦА₂)-иако је фаза додекалцијум хепта-алумината (Ц₁₂А₇) такође присутна у ултра{10}1} варијантама Ц високом нивоу{10}1}АЦ. Ова композиција омогућава ЦАЦ-у да монолитним ватросталним материјалима не само даје одличне механичке особине, већ им даје и супериорне перформансе на високим{13}температурама; сходно томе, он је тренутно широко коришћено везиво у монолитним ватросталним материјалима као што су ливници за тапхоле. Заливе повезане са ЦАЦ захтевају правилан процес очвршћавања како би се осигурало да производи хидратације прођу потпуно стврдњавање и очвршћавање. Посебно, специфични производи хидратације формирани од ЦАЦ варирају у зависности од примењене температуре очвршћавања. Када се очвршћавање спроводи на температурама испод 20 степени, добијени производ хидратације се састоји од игличастог-монокалцијум алумината декахидрата (ЦАХ10). Између 21 степен и 35 степени, примарни производи хидратације су игличасти-до-ламеларни дикалцијум алуминат октахидрат (Ц2АХ8); изнад 36 степени, доминантни производ је гранулирани трикалцијум алуминат хексахидрат (Ц3АХ6). Ови-игличасти, игличасти-до-ламеларни и грануларни производи хидратације се преклапају и преплићу да би формирали мрежну структуру, дајући тако ливеном телу високу зелену чврстоћу након процеса очвршћавања. Приликом одабира чистог калцијум алуминатног цемента, такође је битно разумети карактеристике хидратације његових различитих саставних фаза. Различите фазе показују веома различите топлоте хидратације и брзине везивања и очвршћавања. Генерално, што је нижа топлота хидратације специфичне минералне фазе калцијум алумината, то је бржа брзина везивања и очвршћавања њених производа хидратације.
1.2 Хидратантна глиница
Refractory materials for blast furnace tapholes typically utilize Al2O3-SiC-C based castables. Since the primary aluminum-bearing raw materials employed are various forms of corundum and high-grade bauxite, hydratable alumina (HA) serves as an effective binder for these refractory castables. HA is an amorphous, transitional alumina phase-specifically ρ-Al2O3-characterized by a high specific surface area (>150 m²/g). Chemically reactive, it undergoes a hydration-induced gelation reaction upon contact with water or water vapor, generating gels of pseudo-boehmite (AlOOH·nH2O, where n = 0.08–0.62) and boehmite (γ-AlOOH). This gelation process is accompanied by significant volume expansion, which helps reduce the porosity within the cast body's structure; ultimately, these gels transform into crystalline bayerite (Al(OH)3). The gelation process typically results in setting and hardening within a timeframe of less than one hour (at temperatures >25 степени), чиме се саставне честице спајају и стварају зелена снага. Сходно томе, слично као и калцијум алуминат цемент (ЦАЦ), ХА је класификован као хидраулично везиво. Треба напоменути да формирање кристалног бајерита у великој мери зависи од величине честица, температуре хидратације, времена реакције и пХ вредности.
1.3 Везива за сол силицијум диоксида
Присуство ЦаО у цементним{0}}повезаним ливеним материјалима доводи до проблема у коме се запремина течне фазе повећава на високим температурама; сходно томе, многи истраживачи у области ватросталних материјала разматрају коришћење различитих везива без ЦаО{1}}. Поред хидратисаног алуминијума (ХА), друга везива без ЦаО-која привлаче све већу пажњу укључују различите типове колоидних везива или солова-као што су СиО2 сол, Ал2О3 сол, колоидни спинел и колоидни мулит. Тренутно, најшире примењено и технолошки зрело везиво без калцијума-је силицијум сол. За разлику од других везива, инхерентна стабилност самог сола служи као основни предуслов за његову способност везивања. Површине чврстих колоидних честица унутар силицијум-сола добијају електрични набој кроз дисоцијацију површинских функционалних група или селективну адсорпцију специфичних јона из околног раствора. Да би се одржала неутралност наелектрисања, раствор који се налази непосредно уз ове наелектрисане честице мора да садржи еквивалентну количину контра{13}}јона који имају наелектрисање супротно од наелектрисања чврсте површине. Интерфејс између површине наелектрисане честице и суседног раствора чини „двоструки електрични слој“: једна компонента је стационарни слој који се налази у директном контакту са површином чврсте честице-познат као „компактни слој“ или „Стернов слој“-док преостали део (који се протеже од тачке клизања у равни раствора, а концентрација постаје позитивна напољу) једнак) се назива „дифузни слој“.
Although refractory castables bonded with silica sol exhibit significantly enhanced mechanical strength following high-temperature sintering (>1000 степени) у поређењу са онима везаним хидрауличним цементима (као што су ЦАЦ и ХА), зелена чврстоћа несинтерованих (или ниско{1}}термички-третираних на ниским температурама) ливених тела је знатно нижа.
1.4 Везива за сол глинице
За разлику од силицијум-сола, спроведено је мање студија о солу глинице и његовом повезаном понашању коагулације и очвршћавања. Штавише, већина објављених налаза истраживања односи се искључиво на суб-микронске суспензије алуминијума, а не на наносолове глинице. Ово сугерише да постојећи резултати можда нису директно применљиви на солне соли на наноразмери. Површински набој честица унутар суспензије глинице је одређен пХ вредношћу, садржајем чврсте материје и специфичним електролитима који се користе за стабилизацију суспензије. У суспензијама чисте глинице, како се концентрација глинице повећава, површинско наелектрисање се помера са позитивног на негативно. Са даљим повећањем концентрације суспензије, повећава се и величина нето негативног наелектрисања. Механизам "стабилизације-флокулације" суспензија глинице у условима амбијенталне температуре.
