01.AL2O3
O ponto de fusão do corindo (AL2O3) é 2050 graus, a densidade é 3,85~4,0lg·cm-3 e possui boa condutividade térmica e estabilidade química. O corindo é frequentemente usado como partículas agregadas em materiais de valas de ferro. Acredita-se geralmente que o AL2O3 pode reduzir a atividade da escória e evitar que a escória corroa os agregados.
Em termos de seleção de partículas de corindo, o corindo subbranco tem uma densidade de volume e taxa de absorção de água muito altas; o corindo denso tem poucas impurezas e uma taxa de absorção de água relativamente baixa; e o corindo marrom tem uma taxa de absorção de água relativamente baixa, embora tenha mais resíduos. Ao usar corindo denso e corindo marrom como agregados, a quantidade de água adicionada aoconcretos refratáriosé relativamente baixo, o que tem um grande efeito na densidade e no cozimento do concreto. Do ponto de vista da microestrutura, os cristais densos de corindo são maduros e altamente densos; os cristais marrons de corindo crescem e se desenvolvem relativamente bem, mas não são densos; o corindo subbranco contém não apenas muitos resíduos, mas também muitas rachaduras grandes e poros fechados, que afetam negativamente a estabilidade do material ao choque térmico. Do ponto de vista da absorção de água e da microestrutura, o corindo denso e o corindo marrom são mais adequados para concretos de valas de ferro.
02.SiC
O carboneto de silício também é chamado de corindo ou areia refratária, com densidade de 3,17-3,47g·cm-3, dureza Mohs de 9,2-9,6 e ponto de fusão de até 2827 graus. O carboneto de silício tem alta resistência ao impacto, com um módulo de tenacidade de 4,76x10 5MPa a 25 graus, uma resistência à tração de 1,75x100MPa e um módulo de elasticidade de 2,8x10 5MPa a 1.500 graus. Além disso, o carboneto de silício deve ser um material semicondutor com alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica. Por ser matéria-prima econômica, o SiC é amplamente utilizado em materiais refratários devido ao seu excelente desempenho.
O SiC oxidará em alta temperatura para formar SiO2 e CO2. A 800 graus, o SiC oxida gradualmente para formar SiO2; quando a temperatura é de 1000 graus, o SiC reage violentamente com o O2, formando mais fase líquida de óxido de silício para formar a película protetora de vidro SiO2; a 1300 graus, a película protetora de vidro precipita gradualmente o quartzo e absorve água e se expande, fazendo com que a película protetora rache e a taxa de oxidação do SiC aumente. A 1500 graus -1600 graus, a película protetora de vidro SiO2 tem uma certa espessura, o que pode enfraquecer a oxidação contínua do SiC; quando a temperatura é de 1.627 graus, o SiO2 reage com o SiC para gerar SiO e CO, portanto a temperatura de uso do SiC não deve exceder 1.600 graus.
No concreto refratário de vala de ferro, a alta resistência ao desgaste e a alta resistência mecânica do SiC podem resistir à erosão e aos danos do concreto por ferro fundido contínuo em alta temperatura e escória; ao mesmo tempo, a alta condutividade térmica e o baixo coeficiente de expansão térmica do SiC podem resistir ao choque térmico repetido do ferro fundido contínuo de alta temperatura no moldável e enfraquecer o dano térmico do ferro fundido ao moldável; além disso, a reação química entre o SiC e o ar pode reduzir a oxidação do C no moldável, e a película protetora de vidro formada após a oxidação do SiC também pode proteger o material de carbono no moldável, enfraquecendo assim os danos de oxidação do moldável.
03.C
C tem baixa molhabilidade e materiais à base de C têm boa resistência à erosão de escória e não são fáceis de aderir ao ferro; ao mesmo tempo, C tem uma grande condutividade térmica, que pode resistir ao choque térmico do ferro fundido em alta temperatura e da escória no concreto, melhorando assim a estabilidade térmica do concreto; além disso, sob certas condições, o C e o Si reagem para formar fibras de SiC, que têm um efeito de reforço no concreto. Contudo, os materiais à base de C são fáceis de oxidar a altas temperaturas e contêm certas substâncias voláteis, que têm um efeito adverso na densidade do concreto. Portanto, no desenvolvimento de concretos para valas de ferro Ah03-SiC-C, materiais C com evaporação relativamente baixa devem ser usados, e uma certa quantidade de antioxidantes deve ser adicionada aos concretos.
Existem muitas fontes de carbono para concretos refratários de valas de ferro, incluindo asfalto, grafite, negro de fumo e coque. Com exceção do asfalto, outros materiais fonte de carbono são materiais hidrofóbicos e utilizam mais água durante a construção; enquanto o asfalto pertence a materiais hidrofílicos, utiliza menos água durante a construção e possui boas propriedades de dispersão. Geralmente é usado como uma importante fonte de carbono para concretos de valas de ferro Ah03-SiC-C. Contudo, o asfalto evapora após o aquecimento e, à medida que a adição de asfalto aumenta, a porosidade aparente no concreto também aumenta. Portanto, é muito importante controlar a quantidade de asfalto adicionado à vala de ferro moldável.
