Přidání 5 % až 10 % (hmotnostní podíl) Al₂O₃ v matricové části uhlíkových/grafitových cihel (uhlíkových bloků) ve vysokopecní technologii výrazně zlepšuje odolnost roztaveného železa proti korozi a představuje aplikaci hliníkových uhlíkových cihel v systémech výroby železa. Za druhé, hliníkové uhlíkové cihly se také používají při předúpravě roztaveného železa a odpichovacích žlabech.
Hliníkovo-uhlíkové cihly pro předúpravu roztaveného železa
Hliníkovo-karbidové cihly se používají hlavně v zařízeních pro přepravu roztaveného železa, jako jsou nádrže na roztavené železo. Pokud se však tento typ žáruvzdorného materiálu používá ve velkých nádržích na roztavené železo a míchačkách železa a je vystaven drsným podmínkám ohřevu a chlazení, je náchylný k praskání, což vede k odlupování struktury. Kromě toho, protože cihly Al2O3-SiC-C používané ve velkých nádržích na horké kovy a míchačkách železa mají často obsah uhlíku 15 % a tepelnou vodivost až 17~21 W/(m·K) (800 ℃), dochází ke snížení teploty roztaveného železa a k problému s deformací železných plechů velkých nádrží na roztavené železo a míchacích vozů. Protiopatřením je dosáhnout nízké tepelné vodivosti odstraněním SiC, vysoce tepelně vodivé složky, a zároveň snížením obsahu grafitu a jeho zušlechtěním.
Prostřednictvím základního výzkumu se dospělo k závěru, že:
(1) Pokud je obsah grafitu (hmotnostní podíl) v hliníko-uhlíkových cihlách menší než 10 %, jejich organizační struktura se skládá z Al2O3 tvořícího souvislou matrici a uhlík je v matrici vyplněn ve formě hvězdicových bodů. V tomto případě lze tepelnou vodivost λ hliníko-uhlíkové cihly přibližně vypočítat podle vzorce (1)
Ve vzorci je λa tepelná vodivost Al2O3; Vc je objemový podíl grafitu. To ukazuje, že tepelná vodivost hliníkových uhlíkových cihel nemá nic společného s tepelnou vodivostí grafitu.
(2) Po rafinaci grafitu je tepelná vodivost hliníko-uhlíkové cihly méně závislá na grafitových částicích.
(3) U nízkouhlíkových hliníkovo-uhlíkových cihel se při rafinaci grafitu může vytvořit hustá pojivová matrice, která může zlepšit odolnost hliníkovo-uhlíkových cihel proti korozi.
To ukazuje, že nízkouhlíkové cihly z hliníku a uhlíku třídy A se mohou přizpůsobit provozním podmínkám velkých nádrží na horký kov a míchacích vozů na železo v systému výroby železa.
Čas zveřejnění: 27. února 2024
