تعتمد البطانة الحرارية لفرن الأنتيمون الدوار على تصميم متعدد الطبقات. والهدف الأساسي منها هو تحقيق التوازن الأمثل بين الاستقرار الهيكلي، ومقاومة التآكل عند درجات الحرارة العالية، والكفاءة الاقتصادية؛ فهي ليست مجرد طبقة إضافية. خلال عملية الصهر، يجب أن تتحمل البطانة في آنٍ واحد ثلاث آليات تلف شديدة:

التآكل الكيميائي الشديد (العامل الرئيسي):تتفاعل مكونات الشوائب في خام الأنتيمون مع الصهر لتكوين خبث قلوي يحتوي على ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) وأكسيد الحديد (FeO). يتميز هذا الخبث عالي الحرارة بقدرة فائقة على إذابة المواد الحرارية، مما يؤدي إلى اختراقه المستمر وتآكل سطح البطانة.

الصدمة الحرارية عالية التردد:يؤدي التغذية والتفريغ الدوريان للفرن الدوار إلى تقلبات حادة في درجات الحرارة. ويمكن أن يتسبب التمدد والانكماش الحراري المتكرر في حدوث تشققات إجهاد داخل المادة.

التآكل الميكانيكي المستمر:مع دوران الفرن، تعمل المواد الصلبة المتكتلة وفحم الكوك باستمرار على تآكل جدار البطانة وطحنه.

بناءً على ظروف التشغيل المذكورة أعلاه، تستخدم أفران الأنتيمون الدوارة الحديثة عادةً تصميمًا وظيفيًا ثلاثي الطبقات:

الطبقة العاملة (التلامس المباشر مع المصهور):تتكون هذه الطبقات من طوب المغنيسيا-الكروم أو طوب المغنيسيا-الكروم المصهور كهربائيًا، وتستفيد من مقاومتها الممتازة لتآكل الخبث القلوي وقوتها العالية في درجات الحرارة المرتفعة لتكون بمثابة خط الدفاع الأول ضد التآكل.

الطبقة الدائمة (الدعم الهيكلي):تتكون هذه الطبقة من طوب عالي الألومينا، وهي مُثبتة بإحكام على غلاف الفرن، مما يخفف من إجهاد درجات الحرارة العالية المنتقل من الطبقة العاملة ويمنع تسرب المواد المنصهرة التي قد تتسبب في احتراق غلاف الفرن.

طبقة العزل (مفتاح توفير الطاقة): تتكون هذه الطبقات من مواد حرارية خفيفة الوزن قابلة للصب أو ألواح عزل نانوية المسام، وتستفيد من موصليتها الحرارية المنخفضة للغاية لامتصاص الحرارة.

من خلال هذا التصميم المركب الذي يضم "طبقة عاملة مقاومة للتآكل، وطبقة حماية دائمة، وطبقة عزل حراري"، تعمل المواد في كل طبقة بتناغم، ليس فقط للتحكم في درجة حرارة غلاف الفرن ضمن النطاقات المسموح بها، بل أيضًا لإطالة عمر الفرن بشكل ملحوظ وتقليل تكاليف الإيقاف والصيانة بشكل كبير.