01.AL2O3
Điểm nóng chảy của corundum (AL2O3) là 2050 độ, mật độ 3,85~4,0lg·cm-3 và có tính dẫn nhiệt tốt và ổn định hóa học. Corundum thường được sử dụng làm hạt tổng hợp trong vật liệu mương sắt. Người ta thường tin rằng AL2O3 có thể làm giảm hoạt động của xỉ và ngăn xỉ ăn mòn cốt liệu.
Về việc lựa chọn các hạt corundum, corundum cận trắng có mật độ thể tích và tốc độ hút nước rất cao; corundum dày đặc có ít tạp chất và tốc độ hấp thụ nước tương đối thấp; và corundum màu nâu có tốc độ hấp thụ nước tương đối thấp mặc dù nó có nhiều dư lượng hơn. Khi sử dụng corundum đậm đặc và corundum màu nâu làm cốt liệu, lượng nước thêm vàovật liệu đúc chịu lửatương đối thấp, điều này ảnh hưởng lớn đến mật độ và khả năng nướng của vật đúc. Từ góc độ cấu trúc vi mô, các tinh thể corundum đậm đặc đã trưởng thành và có mật độ cao; tinh thể corundum màu nâu sinh trưởng và phát triển tương đối tốt nhưng không đặc; Corundum dưới màu trắng không chỉ chứa nhiều cặn mà còn có nhiều vết nứt lớn và lỗ chân lông kín, ảnh hưởng xấu đến độ ổn định sốc nhiệt của vật liệu. Từ góc độ hấp thụ nước và cấu trúc vi mô, corundum dày đặc và corundum màu nâu phù hợp hơn cho các vật đúc bằng mương sắt.
02. SiC
Cacbua silic còn được gọi là corundum hoặc cát chịu lửa, có mật độ 3.17-3.47g·cm-3, độ cứng Mohs là 9.2-9.6 và điểm nóng chảy là lên đến 2827 độ. Cacbua silic có độ bền va đập cao, với mô đun độ bền là 4,76x10 5MPa ở 25 độ , độ bền kéo là 1,75x100MPa và mô đun đàn hồi là 2,8x10 5MPa ở 1500 độ . Ngoài ra, cacbua silic phải là vật liệu bán dẫn có độ dẫn nhiệt cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Là một nguyên liệu thô tiết kiệm, SiC được sử dụng rộng rãi trong vật liệu chịu lửa do hiệu suất tuyệt vời của nó.
SiC sẽ bị oxy hóa ở nhiệt độ cao tạo thành SiO2 và CO2. Ở nhiệt độ 800 độ, SiC bị oxy hóa dần dần tạo thành SiO2; khi nhiệt độ là 1000 độ, SiC phản ứng dữ dội với O2, tạo thành thêm pha lỏng oxit silic để tạo thành màng bảo vệ thủy tinh SiO2; ở nhiệt độ 1300 độ, màng bảo vệ thủy tinh dần dần kết tủa thạch anh, hấp thụ nước và nở ra, khiến màng bảo vệ bị nứt và tốc độ oxy hóa của SiC tăng lên. Ở 1500 độ -1600 độ, màng bảo vệ kính SiO2 có độ dày nhất định, có thể làm suy yếu quá trình oxy hóa liên tục của SiC; khi nhiệt độ là 1627 độ, SiO2 phản ứng với SiC tạo ra SiO và CO nên nhiệt độ sử dụng của SiC không được vượt quá 1600 độ.
Trong vật liệu đúc chịu lửa mương sắt, khả năng chống mài mòn cao và độ bền cơ học cao của SiC có thể chống lại sự xói mòn và hư hỏng của vật đúc bằng sắt và xỉ nóng chảy ở nhiệt độ cao liên tục; đồng thời, độ dẫn nhiệt cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp của SiC có thể chống lại cú sốc nhiệt lặp đi lặp lại của sắt nóng chảy ở nhiệt độ cao liên tục trên vật đúc và làm suy yếu sự hư hỏng nhiệt của sắt nóng chảy đối với vật đúc; Ngoài ra, phản ứng hóa học giữa SiC và không khí có thể làm giảm quá trình oxy hóa C trong vật đúc và màng bảo vệ thủy tinh được hình thành sau quá trình oxy hóa SiC cũng có thể bảo vệ vật liệu carbon trong vật đúc, do đó làm suy yếu thiệt hại do oxy hóa của vật đúc.
03.C
C có khả năng thấm ướt kém, vật liệu gốc C có khả năng chống xói mòn xỉ tốt và không dễ dính vào sắt; đồng thời, C có độ dẫn nhiệt lớn, có thể chống sốc nhiệt của sắt và xỉ nóng chảy ở nhiệt độ cao trên vật đúc, từ đó cải thiện độ ổn định nhiệt của vật đúc; Ngoài ra, trong những điều kiện nhất định, C và Si phản ứng tạo thành sợi SiC, có tác dụng gia cố cho vật đúc. Tuy nhiên, vật liệu gốc C dễ bị oxy hóa ở nhiệt độ cao và chúng chứa một số chất dễ bay hơi, có ảnh hưởng xấu đến mật độ của vật đúc. Do đó, khi phát triển vật liệu đúc rãnh sắt Ah03-SiC-C, nên sử dụng vật liệu C có độ bay hơi tương đối thấp và nên thêm một lượng chất chống oxy hóa nhất định vào vật đúc.
Có nhiều nguồn carbon cho vật liệu chịu lửa đúc trong mương sắt, bao gồm nhựa đường, than chì, muội than và than cốc. Ngoại trừ nhựa đường, các vật liệu nguồn carbon khác đều là vật liệu kỵ nước và chúng sử dụng nhiều nước hơn trong quá trình thi công; trong khi nhựa đường là loại vật liệu ưa nước, sử dụng ít nước hơn trong quá trình thi công và có đặc tính phân tán tốt. Nó thường được sử dụng làm nguồn cacbon quan trọng cho vật liệu đúc mương sắt Ah03-SiC-C. Tuy nhiên, nhựa đường bay hơi sau khi gia nhiệt, và khi lượng nhựa đường bổ sung tăng lên thì độ xốp biểu kiến của vật liệu đúc cũng tăng lên. Vì vậy, việc kiểm soát lượng nhựa đường đổ vào mương sắt đúc là rất quan trọng.
