مادة حرارية
المادة الحرارية (أو الحرون) هي مادة لها درجة انصهار عالية قد تصل إلى 3500 درجة مئوية وهذا ما يجعلها تحتفظ بخواصها الفيزيائية والكيميائية المختلفة بشكل كبير عند درجات الحرارة العالية ، بما يتيح استخدامها في التطبيقات المختلفة التي تعمل في هذا المدى من درجات الحرارة كالصناعات الميتالورجية وغيرها كصناعة الحديد والصلب وصناعة الأسمنت وسباكة النحاس والألومينيوم وصناعة الزجاج..الخ.
وتستخدم المواد الحرارية في هذه الصناعات بغرض التبطين الداخلي لأفران الصهر والمعالجة وتبطين أوعية نقل المعدن وخبث المعادن (كحلل الخبث والبواتق الوسيطة والكبيرة...) ، وكذلك مداخن وأنابيب العوادم والغازات الساخنة المتولدة عن هذه الصناعات. والجداول والأشكال البيانية التالية توضح درجات حرارة الانصهار للعناصر والمركبات المختلفة.
الحراريات هي مواد تتحمل درجات الحرارة المرتفعة محتفظة بصلابتها. وطبقا لتعريف الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM C71):" الحراريات مواد غير معدنية لها خواص فيزيائية وكيميائية تجعلها قابلة للاستخدام كعناصر في بيئة تتخطى درجة حرارتها 1000 درجة فهرنهايت (538 درجة مئوية)".
تستخدم الحراريات عادة كبطانة للأفران والمحارق والمفاعلات كما تستخم لصنع البوتقات.
والحراريات عبارة عن مواد طفيلية (طينية) أو سيراميكية (طينية محترقة) تكون من مركبات غير عضوية ، بمعنى أنه تنقسم إلى شقين أحدهما أكسيد (أو أكسجين) والآخر عنصر معدني (كالمغانسيوم والكالسيوم والألومنيوم والكروم والزركونيوم والسيليكون... وغيرها) ، ومن أمثلة المواد الحرارية: أكسيد المغنسيوم ويسمى بالمجنيزيا ، وأكسيد الألومنيوم ويسمى بالألومينا. ونلاحظ أن وجود شق الأكسيد (أو الأكسيجين) في هذه المركبات هو الذي يكسبها خواص العزل والتحمل الحراري العالية.
وأشهر الحراريات المستخدمة في مجال الصلب عادة ما تكون خليط من مادتين أو أكثر
تكون المواد الحرارية مستقرة كيميائيا وفيزيائيا في درجات الحرارة العالية. كما تحتاج إلى أن تكون مقاومة للصدمة الحرارية، وخاملة كيميائيا، ولديها نطاقات محددة من الموصلية الحرارية ومعامل التمدد الحراري.
أهم المواد المستخدمة في صناعة الحراريات هي أكاسيد الألمنيوم (الألومينا)، والسيليكون (السيليكا) والمغنيسيوم (أكسيد المغنيسيوم) إلى جانب أكسيد الكالسيوم (الجير) الذي يوجد عادة في الحراريات.
ويكون اختيار المواد المسنخدمة وفقا لظروف التشغيل. بعض التطبيقات تتطلب موادا خاصة. فيستخدم الزركونيوم -مثلا- عندما يتطلب التشغيل موادا تتحمل درجات الحرارة العالية جدا. كربيد السيليكون والغرافيت أيضا من المواد المستخدمة في بعض ظروف درجة الحرارة الشديدة جدا، ولكن لا يمكن استخدامهما في وجود الأوكسجين، لأنهما سيتعرضان للأكسدة والحرق.
يمكن للمركبات الثنائية مثل كربيد التنغستن أو نيتريد البورون أن تكون مقاومة للحرارة جدا. أما كربيد الهافنيوم فهو المركب الثنائي الحراري الأشهر، وهو ذو درجة انصهار 3890 درجة مئوية... والمركب الثلاثي كربيد تنتالوم الهافنيوم هو صاحب أعلى نقطة انصهار في كل المركبات المعروفة. (4215 درجة مئوية).وهناك تصنيفات متنوعة للحراريات ، فإذا صنفناها على حسب الشكل الفيزيائي ، فنجد أنها إما أن تكون:
وهذه المركبات تتمتع بثبات كيميائي (لا تتآكل كيميائيا) إذا تم استخدامها في وجود الخبث الحمضي (المركبات المتحدة في نوعها تتنافر ولا تتفاعل بينما المختلفة تتفاعل معا تماما بنفس فكرة الأقطاب المغناطيسية حيث الأقطاب المتشابهة تتنافر والأقطاب المختلفة تتجاذب لذلك في حالة وجود خبث حامضي يفضل استخدام حراريات حامضية والعكس).
والصيغة الكيميائية العامة للمواد الخام الحرارية ذات الطبيعة الحامضية هي: RO2 أي أنها تتكون من اتحاد ذرة واحدة من العنصر المعدني مع ذرتين من الأكسيجين ومنها على سبيل المثال: السيليكا (SiO2) والزركونيا (ZrO2) وسيليكات الألومينا (Al2O32SiO2.H2O).
وهذه المركبات تتمتع بثبات كيميائي (لا تتآكل كيميائيا) سواء إذا تم استخدامها في وجود الخبث القاعدى أو الخبث الحامضي. والصيغة الكيميائية العامة للمواد الخام الحرارية ذات الطبيعة المتعادلة هي: R2O3 أي أنها تتكون من اتحاد ذرتان من العنصر المعدني من ثلاث ذرات من الأكسيجين ومن أشهرها على سبيل المثال: الألومينا (Al2O3) ، والكرومات (Cr2O3).
التآكل في الحراريات يرجع إلى عده أسباب منها التآكل الكيميائي والتآكل فيزيائي ( ميكانيكى ) وعدة أسباب أخرى
وغالباً ما يكون بفعل المركبات الحامضية بالخبث (وأشهرها السيليكا).
وغالبا ما يكون بفعل:
أكسدة الكربون الموجودة في تركيب الحراريات نفسها: وهذا يحدث غالباً نتيجة طول فترة تسخين البواتق حديثة البناء تحت المسخن قبل دخولها للتشغيل.
تتعرض لتأثيرات عديدة ، هذه التأثيرات تساهم بشكل كبير في مدى قدرتها على تحمل ظروف التشغيل المختلفة ويمكن حصر هذه التأثيرات في ثلاثة أقسام رئيسية:
وينشأ نتيجة للتعرض لدرجات الحرارة العالية سواء للمعدن المنصهر أو للخبث وذلك خلال الأفران والبواتق الوسيطة والكبيرة وبالطبع نعلم أن درجة حرارة الخبث تكون أعلى من درجة حرارة المعدن بمقدار لا يقل عن 50 درجة على الأقل نظرا لاحتواء الخبث على مركبات وأكاسيد درجة انصهارها أعلى من درجة انصهار الحديد والعناصر الأخرى المكونة لسبيكة الصلب.
كذلك التعرض لموجات من الانخفاض والارتفاع المفاجئ في درجات الحرارة نتيجة لإجراء عمليات التسخين والتبريد بطريقة غير سليمة.
كالتآكل الحادث بفعل المركبات الأكسيدية (الحمضية غالبا ، كالسيليكا على سبيل المثال) في الخبث ، كذلك التآكل الحادث نتيجة وجود عناصر أو شوائب ضارة خلال الشحنة المعدنية للأفران (خصوصاً خلال الخردة) كالرصاص على سبيل المثال.
كالتآكل بفعل الصدمات الميكانيكية للشحنة الصلبة أثناء شحن السلات بالفرن وللمعدن المنصهر أثناء صبه من الفرن في البوتقة الكبيرة وأثناء نزوله من البوتقة الكبيرة إلى البوتقة الوسيطة في مرحلة الصب المستمر ، وكذلك النحر الناشئ عن دوامات المعدن أثناء تقليبه بغاز الأرجون خلال المعالجة في فرن البوتقة أو دوامات المعدن المصبوب خلال فتحة الصب السفلية للفرن أو البوتقة الكبيرة.
وهذا يعنى أن المناطق التي تتعرض للخبث يجب أن تتحمل التاثيرات الحرارية (وكذلك الكيميائية) بشكل أكبر من المناطق التي تتعرض للمعدن المنصهر ، وعلى العكس فالمناطق المتعرضة للمعدن المنصهر والتي غالباً ما تكون في الأجزاء السفلية للفرن والبواتق الكبيرة والوسيطة وكذلك القاع لذا يجب أن تتحمل التأثيرات الميكانيكية بشكل أكبر.
والحراريات تتأثر بشكل كبير بالصدمات الحرارية ، والصدمات الحرارية تحدث نتيجة التغير المفاجئ والسريع في درجات الحرارة وهذا يؤدي إلى تقصف وتشرخ السطوح الخارجية للحراريات بشكل خاص ولكن من الممكن تقلل ذلك عن طريق:
التسخين المبدئي للحراريات:
الدولوميت عبارة عن صخور طبيعية مركبة من كربونات كالسيوم مع كربونات مغنسيوم ويأخذ الرمز CaCO3. MgCO3
وعندما يتم كلسنة (تسخين) هذه الكربونات تتحلل حرارياً ، وتتحول إلى ما يسمى بالدولوما ويأخذ الرمز CaO.MgO
وذلك عن طريق التفاعل التالي:
CaCo3.MgCO3 (Dolomite) + Heat → CaO. MgO (Doloma) + 2CO2
وكثير من دول العالم نجحت الآن في استخدام الدولوما في بناء حراريات البواتق الكبيرة وذلك في حالة إنتاج الصلب المقتول من الأكسجين باستخدام السليكون – ويسمى بالـ Silicon Killed Steel – نتيجة لتلك الظاهرة التي ينتج عنها طبقة سيليكات الكالسيوم والتي تحمي طبقة الحراريات من تأثير الخبث الضار. لذا فإن الدولوما تتميز بثبات كيميائي عالي وتحمل حراري عالي (درجة انصهارها أعلى من الألومينا والسيليكا...) ، كما أنها ذات مقاومة عالية للتأثيرات الكيميائية للخبث نظراً لاحتوائها على نسبة عالية من الجير CaO.
كل أنواع الحراريات التي تكون نوعية الرابطة بها رابطة كربونية (وليست رابطة سيراميكية) لها مقاومة عالية للصدمات الحرارية أثناء التسخين المبدئي ولكن التسخين الزائد عن اللازم يؤدي إلى أكسدة الكربون من الطبقات السطحية للبطانة الحرارية انظر الشكل التالي:
وهذه الطبقات السطحية المتأثرة تكون سهلة التقصف مع بدء التشغيل لذا فإنه من الضروري تقليل سمك هذه الطبقة قدر المستطاع لحماية البطانة الحرارية من التقصف والتآكل السريع أثناء التشغيل.
بعد انتهاء التسخين المبدئي للبوتقة يتم تجهيزها للتشغيل مباشرة أما إذا لم يكن هناك حاجة إلى استخدامها في الوقت الحالى مباشرة فإنه يكون من الأفضل إدخال البوتقة في التشغيل لصبة أو صبتين ثم يتم إعادتها تحت المسخن في وضع الاستعداد (وهذه الطريقة تؤدي إلى تقليل المسام السطحية للبطانة وبالتالي تقليل فرص تأكسد الكربون من الطبقة السطحية للبطانة).
ومن الأفضل أنه بمجرد انتهاء البوتقة من برنامج التسخين أن يتم إدخالها في التشغيل مباشرة ويمكن تحقيق ذلك عن طريق تقليل عدد البواتق الداخلة في دورة التشغيل قدر الإمكان.
ويجب تغطية البواتق المسخنة دائماً فأثناء الصب المستمر يتم تغطيتها بغطاء محكم وأثناء تجهيزها يتم وضعها خلف الواقي الحراري Heat Shield لحين الانتهاء من التجهيز.
وفي حالة دخول البوتقة لعمل صيانة أو عمرة جزئية فإنه لا يسمح بتريد البوتقة في الوضع الأفقي خوفاً من انهيار أو تساقط الطوب أثناء التبريد.
وأخيراً يجب أن يتم التأكد من سلامة وانتظام أداء المسخنات ومراجعة برامج التسخين بشكل دائم ومستمر.
التغير الحجمي للمواد الحرارية:
والمواد الحرارية قد تتعرض للانهيار نتيجة للتغيرات المفاجئة في الحجم ونلاحظ أن هذا التمدد أو الانكماش الفجائي الذي قد يحدث يكون نتيجة لأحد الأسباب التالية:
التفاعلات الكيميائية التي يتولد عنها مركبات كيميائية جديدة لها كثافات مختلفة وبالتالي لها حجوم مختلفة عن المتفاعلات الأصلية.
التأثيرات الكيميائية على الحراريات "تأثير الخبث (Slag Effect)"
البطانة الحرارية لها عمر محدود ، هذا العمر يتوقف مداه على مقدار التعرض للتأثيرات الثلاثة (الكيميائية – الميكانيكية - الحرارية) ، ولأن صناعة الصلب لا يمكنها الاستغناء عن هذه العوامل ، فإن ما علينا فقط هو التحكم الجيد لتقنين مقدار تأثير كل منها على الحراريات وتقليلها قدر الإمكان. وسنركز الحديث هنا حول التعرضات الكيميائية (والتي تعني في المقام الأول الخبث) وكيفية التحكم فيها للحد من تأثيرها السلبي على عمر وأداء الحراريات في صناعة الصلب.
هناك جملة شهيرة جداً في مجال صناعة الصلب:
"اصنع الخبث أولاً ، ثم أصنع الصلب" بالانكليزية: Make the slag first and then make the steel.
والخبث ما هو إلا خليط من الأكاسيد التي تطفو على سطح الصلب المصهور، هذا الخليط إما أن يكون سائلاً مصهوراً أو أن يكون متجمداً صلباً أو أن يكون متوسطاً بين اللزوجة والسيولة. هذه الأكاسيد التي يتكون منها الخبث تأتي عن طريق أتربة الخردة وشوائب حديد الاختزال المباشر DRI وكذلك نواتج تفاعلات أكسدة بعض العناصر المعدنية بين الصلب المنصهر والإضافات.
والخبث جزء حيوي في صناعة الصلب وهو ضروري لتحسين جودة الصلب المنتج وزيادة الإنتاجية وتوفير وقت وتكلفة الإنتاج فهو بمثابة قطعة من الإسفنج توضع لامتصاص قطرات الماء المتساقطة على منضدة خشبية، كذلك الخبث يتكون على سطح الصلب المنصهر ليمتص الشوائب والعناصر غير المرغوب فيها من المعدن.
فالخبث الجيد (الرغوى أو الفوار) يقلل من زمن الإنتاج ويقلل من تكلفته نتيجة لتقليل استهلاك الإضافات والإلكترودات وكذلك البطانة الحرارية حيث يساعد على حمايتها من التآكل بمعنى أن الخبث يقوم بالمهام التالية:
ما هي مصادر الخبث في فرن القوس الكهربي وفرن البوتقة؟
يظل الخبث المنصهر يخترق ويتوغل في طوب البطانة الحرارية حتى يحدث أحد أمرين:
فيه هذا التفاعل).
والشكل السابق يوضح التفاعل الحادث بين طوب الدولوما وطبقة الخبث (المعالج بالسيليكا) الملامسة لسطح الطوبة الخارجي ويتضح من الشكل تكون السيليكات C2S والتي تكون ذات درجة انصهار عالية (أكبر من 2000 درجة مئوية) أي أن هذه السيليكات صعبة الانصهار في مدى درجة حرارة تشغيل فرن القوس الكهربي أو فرن البوتقة والتي لا تزيد غالباً عن 1650 درجة مئوية.
وبالتالي تشكل هذه السيليكات طبقة حماية متجمدة على سطح طوبة الدولوما تحول دون المزيد من التآكل في البطانة الحرارية إلا إذا تغيرت ظروف هذا التفاعل مرة أخرى لسبب من الأسباب (كتغير مدى درجة الحرارة أو مشاركة عناصر ومركبات أخرى أو تغير تركيزات العناصر المشاركة في التفاعل بشكل يعيق إتمام التفاعل الخاص بتكوين هذه الطبقة من السيليكات... الخ).
ونحتاج إلى تكوين خليط متزن من الـ (Fluxing Oxides & Refractory Oxides) بمعنى الحصول على خبث متوازن بينهما (Balanced Slag) وذلك لتحقيق الغرضين الأساسيين ألا وهما:
ويقصد بالخبث المتوازن هو ذلك الخبث الذي يكون ذو درجة سيولة متوسطة كما أنه متشبع بالجير و/أو الماغنيسيا (انظر بالشكل التالي):
يتكون في إحدى حالتين
الأولى: أن تكون نسبة الـ Refractory Oxides عالية (أكبر من ضعف نسبة الـ Fluxing Oxides) وهذا يعنى أن الخبث المتكون ذو درجة لزوجة عالية جداً Crusty وأحياناً يكون صلباً أو متجمداً وهذا الخبث يكون جيد بالنسبة للحراريات ولكنه سئ بالنسبة لجودة الصلب المنتج وذلك لأنه:
الثانية: أن تكون نسبة الـ Fluxing Oxides عالية (أكبر من نصف نسبة الـ Refractory Oxides) وهذا يعنى أن الخبث المتكون ذو درجة سيولة عالية Watery وهذا الخبث ينتج إما بسبب زيادة كمية الفلورسبار المضاف – والذي يزيد من سيولة الخبث – أو بسبب عدم قتل الصبة من الأكسجين بشكل جيد (والذي يتم عن طريق إضافات الفيرو سبائك) هذا النوع من الخبث ضار جداً بالنسبة للحراريات نظراً لسيولته العالية وانخفاض درجة قاعديته انظر الشكل التالي:
 عملية تكوين الخبث الفوار تعتبر أحد أهم الخطوات الخاصة بصناعة الصلب عن طريق أفران القوس الكهربي وذلك لأنه يوفر المزايا التالية:
لكي يتكون الخبث الفوار يجب أن يحدث أمرين:
• تفاعلات كيميائية ينتج عنها فقاعات غازية.
• درجة لزوجة خبث مناسبة تسمح بحبس هذه الفقاعات في طبقة الخبث لإحداث الرغوة أو الفوران.
وتنتج فقاعات الغاز عن طريق التفاعلات التالية
FeO + C → Fe + CO
O2 + 2C → 2CO
وهذه التفاعلات ينتج عنها غاز الـ CO ونتيجة لأن الخبث (فوق مشبع بنسبة من 1.5 إلى 2%) بالماغنيسيا فإنه ذو درجة لزوجة جيدة تسمح بحبس هذه الغازات ، والتي تتراكم ويتزايد حجمها تحت طبقة الخبث حتى تتكون الرغوة Foam أو الفوران فالخبث الرغوي هو جلخ يحتوى على نسبة مرتفعة من الـCO CaO, FeO.
الخبث الفوار أو الرغوي عبارة عن فقاعات صغيرة غير مستقرة من غاز الـ CO تدخل في طبقة الخبث وكلما زادت نسبة حجوم الغازات المحبوسة داخل الخبث فإن قابليته للفوران تصبح أعلى ويسمى في هذه الحالة (خبث فوار Foamy Slag) وفي هذه الحالة تتراوح نسبة هذه الغازات من 60 إلى 80% من حجم الخبث الكلي ، اما إذا كانت أقل من ذلك فإننا نطلق على الخبث في هذه الحالة اسم Emulsion ويمتاز الخبث الفوار بغشاء أو طبقة قوية متماسكة بشكل أكبر بحيث تجعل حركة فقاعات الغاز المحبوسة صعبة وبطيئة.
إذا زادت نسبة الكربون في المعدن المنصهر عن 0.15% فإن الخبث الفوار يتكون تلقائياً نتيجة أكسدة الكربون في صورة فقاعات من غاز الـ CO أما إذا قلت نسبة الكربون عن ذلك فإننا نحتاج إلى إضافة الكربون مع الأكسجين عن طريق الحواقن لتحفيز تفاعل أكسدة الكربون.
أي أن هناك نوعان من تفاعلات أكسدة الكربون للحصول على الـ CO وبالتالي لتكوين الخبث الفوار كما يلي:
- يفضل أن يكون التركيب الكيميائي للخبث كما يلي:
- يفضل أن يميل الخبث إلى القاعدية بحيث يكون نسبة مجموع الأكاسيد القاعدية إلى الأكاسيد الحامضية (الضعف) على الأقل وهذه النسبة تسمى (القاعدية Basicity) بحيث تتراوح قيمتها ما بين 1.8 إلى 2.2 فزيادة القاعدية عن 2.2 يعنى زيادة لزوجة الخبث بشكل كبير وبالتالي تقييد حركة الفقاعات الغازية خلال طبقة الخبث وهذا يفقدها دورها ونقص القاعدية عن 1.8 يزيد من سيولة الخبث ويزيد من حامضيته وبالتالي يضر بحراريات الفرن كما أنه يسهل هروب فقاعات الغاز من طبقة الخبث ويفقدها أيضاً دورها. 
- يفضل أن تكون درجة حرارة الخبث ما بين 1580 وحتى 1600 مئوية فزيادتها عن 1600 تزيد من سيولته ونقصها عن 1580 تزيد من لزوجته.
- يفضل أن يكون محتوى الكربون من 0.1% حتى 0.15% ويمكن التحكم في هذه النسبة أثناء إضافة الكوك.
- يفضل أن يكون اختراق الأكسجين جيداً في طبقة الخبث والمصهور المعدني.
- يفضل المحافظة على نسبة الأكسجين إلى الكربون أثناء الحقن عند (0.6:1).
الخبث في فرن البوتقة:
في فرن البوتقة (انظر واسمع جيداً) فخبث البوتقة يشارك ويؤثر في عمليات فرن البوتقة التالية:
1. ضبط التركيب الكيميائي فالإضافات لا يمكنها اختراق الخبث المتجمد الصلب.
2. ضبط درجة الحرارة ففي حالة الخبث السائل يكون الفقد الحراري أسرع.
3. عمليات اختزال الخبث والمعدن فطبيعة الخبث تحدد درجة عائد إضافات الفيروسبائك.
4. تنقية المعدن من الشوائب فالخبث الجيد Creamy يمتص الكبريت والشوائب أو المتخللات الأخرى الذائبة بصورة أفضل من الخبث السائل Watery.
5. حماية الحراريات فالخبث السائل يحمي من تأثير القوس الكهربي ويحفز من تكوين طبقة حامية على سطح البطانة الحرارية Slag Coating.
إضافة الفلورسبار أمر نسبي فإذا كان الصلب مقتول بالسيليكون وكان الخبث مشبعاً (قاعدياً) بشكل جيد فإنه يمكننا إضافة فلورسبار حتى 10% أما إضافة الفلورسبار في غياب الجير (بمعنى أن الخبث يكون غير مشبعا) فإن ذلك يزيد من تآكل الحراريات بشكل واضح وفي النهاية يرجع تقدير عملية إضافة الجير أو الفلورسبار ومقادير هذه الكميات إلى خبرة وقوة ملاحظة مشغل فرن البوتقة الجيدة.
التقليب بالغاز (سواء الأرجون أو النيتروجين) يقلل من درجة حرارة الصبة نتيجة زيادة تعريض سطح الصبة للجو الخارجي.
كما أنه يفتح طبقة الخبث وبالتالي يتيح للإضافات اختراقها ونزولها في مصهور المعدن وكذلك فإن التقليب يسبب امتزاجاً لحظياً بين الخبث والمعدن وبالتالي يساعد في إزالة الكبريت بكفاءة أعلى.
ولكن التقليب بصورة غير سليمة أو لمدة أطول من اللازم يؤدي إلى تآكل شديد في بطانة منطقة الخبث وخصوصاً إذا كان الخبث غير متشبع جيداً (مع نقص كمية الجير).
قابلية مقاومة التبلل والتخلل.
من المعروف أنه كلما أمكن تقليل قابلية اختراق الخبث للجدار الحراري فإن فرصة التفاعل الكيميائي بينه وبين المادة الحرارية للجدار تصبح أقل وبالتالي التآكل الكيميائي يصبح أقل وهناك عدة طرق (غالباً تتعلق بالتحكم في خاصية التوتر السطحي سواء للمادة الحرارية أو للخبث) وذلك بغرض تقليل هذه القابلية والتي يطلق عليها (Slag Penetration) وهي كما يلي.
والمجنيزيا – كربون بدأ استخدامها كمواد للتبطين في الصناعات الميتالورجية منذ بداية الخمسينيات وأحد أهم مزايا استخدام الكربون مع المجنيزيا كمادة حرارية هو تقليل قابلية تخلل الخبث للمادة الحرارية وذلك عن طريق تقليل قابلية التبلل (Wet-ability)
ولكن وجود الكربون في المجنيزيا – كربون قد يؤدي لأكسدته خصوصا خلال التعامل مع جو مؤكسد (غنى بالأكسيجين والأكاسيد) نظراً لشراهة الكربون للتفاعل مع الأكسيجين (شراهته العالية للتأكسد) لذا يضاف للمادة الحرارية ما يسمى بموانع التأكسد لكي تمنع تأكسد الكربون هذه الموانع لها شراهة للاتحاد مع الأكسجين بدرجة أكبر من شراهة الكربون لذلك ، وبالتالي تتحد مع الأكاسيد التي لها جهد أكسيجيني عالي (High Potential Oxides) مثل أكسيد المنجنيز (MnO) وأكاسيد الحديد (FexOy) وتكون مركبات ذات درجة انصهار عالية بما يؤدي إلى تجمد الخبث أو زيادة درجة لزوجته وتقليل سيولته بما يقلل بالتالي من فرصة تخلله داخل جدار المادة الحرارية.
كما أن هذه الموانع تقلل من تآكل المادة الحرارية بفعل الـ (FexOy) بشكل خاص وبالتالي يقل معدل تأكسد الكربون بشكل عام. وهناك أنواع متعددة من هذه الموانع