Pridanie 5 % až 10 % (hmotnostný podiel) Al2O3 do matricovej časti uhlíkových/grafitových tehál (uhlíkových blokov) vo vysokej peci výrazne zlepšuje odolnosť roztaveného železa proti korózii a predstavuje aplikáciu hliníkovo-uhlíkových tehál v systémoch výroby železa. Po druhé, hliníkovo-uhlíkové tehly sa používajú aj pri predúprave roztaveného železa a odpichovacích žľaboch.
Hliníkovo-uhlíkové tehly na predúpravu roztaveného železa
Hliníkovo-kremíkové karbidové tehly sa používajú hlavne v zariadeniach na prepravu roztaveného železa, ako sú napríklad nádrže na roztavené železo. Keď sa však tento typ žiaruvzdorného materiálu používa vo veľkých nádržiach na roztavené železo a miešačkách železa a je vystavený drsným podmienkam ohrevu a chladenia, je náchylný na praskanie, čo vedie k odlupovaniu konštrukcie. Okrem toho, keďže tehly Al2O3-SiC-C používané vo veľkých nádržiach na horúce kovy a miešačkách železa majú často obsah uhlíka 15 % a tepelnú vodivosť až 17 ~ 21 W/(m·K) (800 ℃), dochádza k zníženiu teploty roztaveného železa a problému s deformáciou železných plechov vo veľkých nádržiach na roztavené železo a miešacích vozňoch. Protiopatrením je dosiahnuť nízku tepelnú vodivosť odstránením SiC, vysoko tepelne vodivej zložky, a zároveň znížiť obsah grafitu a zjemniť grafit.
Základným výskumom sa dospelo k záveru, že:
(1) Ak je obsah grafitu (hmotnostný podiel) v hliníkovo-uhlíkových tehlách menší ako 10 %, ich organizačná štruktúra pozostáva z Al2O3, ktorý tvorí súvislú matricu a uhlík je vyplnený v matrici vo forme hviezdicových bodov. V tomto prípade možno tepelnú vodivosť λ hliníkovo-uhlíkovej tehly približne vypočítať podľa vzorca (1)
Vo vzorci je λa tepelná vodivosť Al2O3; Vc je objemový podiel grafitu. To ukazuje, že tepelná vodivosť hliníkovo-uhlíkových tehál nemá nič spoločné s tepelnou vodivosťou grafitu.
(2) Keď sa grafit rafinuje, tepelná vodivosť hliníkovo-uhlíkovej tehly menej závisí od grafitových častíc.
(3) V prípade nízkouhlíkových hliníkovo-uhlíkových tehál sa po rafinácii grafitu môže vytvoriť hustá spojovacia matrica, ktorá môže zlepšiť odolnosť hliníkovo-uhlíkových tehál proti korózii.
To ukazuje, že nízkouhlíkové tehly z hliníka a uhlíka sa dokážu prispôsobiť prevádzkovým podmienkam veľkých nádrží na horúci kov a miešacích vozov na železo v systéme výroby železa.
Čas uverejnenia: 27. februára 2024
