01.AL2O3
Температура плавления корунда (AL2O3) составляет 2050 градусов, плотность 3,85~4,0lg·cm-3, он обладает хорошей теплопроводностью и химической стабильностью. Корунд часто используется в качестве агрегатных частиц в материалах железных канав. Обычно считается, что AL2O3 может снизить активность шлака и предотвратить коррозию агрегатов шлаком.
С точки зрения отбора частиц корунда, полубелый корунд имеет очень высокую объемную плотность и скорость водопоглощения; плотный корунд имеет мало примесей и относительно низкую скорость водопоглощения; а коричневый корунд имеет относительно низкую скорость водопоглощения, хотя в нем больше остатков. При использовании в качестве заполнителей плотного корунда и бурого корунда количество добавляемой воды вогнеупорные отливкисравнительно невелика, что оказывает большое влияние на плотность и пропекание отливки. С точки зрения микроструктуры плотные кристаллы корунда являются зрелыми и очень плотными; кристаллы коричневого корунда растут и развиваются сравнительно хорошо, но неплотны; суббелый корунд содержит не только много остатков, но и множество крупных трещин и закрытых пор, которые отрицательно влияют на термостойкость материала. С точки зрения водопоглощения и микроструктуры плотный корунд и коричневый корунд больше подходят для отливок из железной канавы.
02.Карбид
Карбид кремния также называют корундом или огнеупорным песком, с плотностью 3,17-3,47 г·см-3, твердостью по шкале Мооса 9,2-9,6 и температурой плавления до 2827 градусов. Карбид кремния обладает высокой ударной вязкостью: модуль ударной вязкости 4,76x10 5МПа при 25 градусах, предел прочности на разрыв 1,75x100 МПа и модуль упругости 2,8x10 5МПа при 1500 градусах. Кроме того, карбид кремния должен быть полупроводниковым материалом с высокой теплопроводностью и низким коэффициентом теплового расширения. Карбид кремния как экономичное сырье широко используется в огнеупорных материалах благодаря своим превосходным характеристикам.
SiC окисляется при высокой температуре с образованием SiO2 и CO2. При температуре 800 градусов SiC постепенно окисляется с образованием SiO2; когда температура достигает 1000 градусов, SiC бурно реагирует с O2, образуя больше жидкой фазы оксида кремния с образованием защитной пленки SiO2 на стекле; при температуре 1300 градусов защитная пленка стекла постепенно выделяет кварц, поглощает воду и расширяется, вызывая растрескивание защитной пленки и увеличение скорости окисления SiC. При температуре 1500 градусов -1600 степень защитная пленка стекла SiO2 имеет определенную толщину, что может ослабить продолжающееся окисление SiC; когда температура составляет 1627 градусов, SiO2 реагирует с SiC с образованием SiO и CO, поэтому температура использования SiC не должна превышать 1600 градусов.
В огнеупорных отливках из железной канавы высокая износостойкость и высокая механическая прочность SiC могут противостоять эрозии и повреждению отлитых изделий непрерывным высокотемпературным расплавленным железом и шлаком; в то же время высокая теплопроводность карбида кремния и низкий коэффициент теплового расширения могут противостоять повторяющемуся тепловому удару непрерывного высокотемпературного расплавленного железа на отливке и ослаблять тепловое повреждение расплавленного железа отливке; Кроме того, химическая реакция между SiC и воздухом может уменьшить окисление C в отливке, а защитная пленка стекла, образующаяся после окисления SiC, также может защитить углеродный материал в отливке, тем самым ослабляя окислительное повреждение отливки.
03.C
C имеет плохую смачиваемость, а материалы на основе C обладают хорошей устойчивостью к шлаковой эрозии и плохо прилипают к железу; в то же время C имеет большую теплопроводность, что позволяет противостоять тепловому удару высокотемпературного расплавленного железа и шлака на отливке, тем самым улучшая термическую стабильность отливки; кроме того, при определенных условиях C и Si реагируют с образованием волокон SiC, которые оказывают упрочняющее действие на отливку. Однако материалы на основе углерода легко окисляются при высоких температурах и содержат некоторые летучие вещества, которые отрицательно влияют на плотность отливок. Следовательно, при разработке отливок из железной канавы Ah03-SiC-C следует использовать материалы C с относительно низким испарением, а к отливкам следует добавлять определенное количество антиоксидантов.
Существует множество источников углерода для огнеупорных отливок из железных канав, включая асфальт, графит, углеродную сажу и кокс. За исключением асфальта, другие материалы-источники углерода являются гидрофобными материалами и во время строительства используют больше воды; при этом асфальт относится к гидрофильным материалам, и при строительстве они используют меньше воды, и обладают хорошими дисперсионными свойствами. Обычно он используется в качестве важного источника углерода для отливок из железной канавы Ah03-SiC-C. Однако после нагрева асфальт испаряется, и по мере увеличения добавления асфальта кажущаяся пористость отливки также увеличивается. Поэтому очень важно контролировать количество асфальта, добавляемого в залитую железную канаву.
