Yüksek fırın karbon/grafit tuğlalarının (karbon blokları) matris kısmına %5 ila %10 (kütle oranı) Al2O3 eklenmesi, erimiş demirin korozyon direncini önemli ölçüde artırır ve alüminyum karbon tuğlalarının demir üretim sistemlerindeki uygulamasıdır. İkinci olarak, alüminyum karbon tuğlaları ayrıca erimiş demir ön işleminde ve boşaltma oluklarında da kullanılır.
Ergitilmiş demir ön işleminde kullanılan alüminyum karbon tuğlalar
Alüminyum silisyum karbür tuğlalar, esas olarak erimiş demir tankları gibi erimiş demir taşıma ekipmanlarında kullanılır. Bununla birlikte, bu tip refrakter malzeme büyük erimiş demir tanklarında ve demir karıştırıcılarında kullanıldığında ve sert ısıtma ve soğutma koşullarıyla karşılaştığında, çatlamaya ve yapısal soyulmaya eğilimlidir. Ayrıca, büyük sıcak metal tanklarında ve demir karıştırıcılarında kullanılan Al2O3-SiC-C tuğlalarının genellikle %15 karbon içeriğine ve 17~21 W/(m·K) (800℃) kadar yüksek bir ısı iletkenliğine sahip olması nedeniyle, erimiş demirin sıcaklığında bir düşüş ve büyük erimiş demir tanklarının ve karıştırma araçlarının demir levhalarının deformasyonu sorunu ortaya çıkar. Buna karşı önlem, yüksek ısı iletkenliğine sahip bir bileşen olan SiC'yi uzaklaştırarak düşük ısı iletkenliği elde etmek, aynı zamanda grafit içeriğini azaltmak ve grafiti rafine etmektir.
Temel araştırmalar sonucunda şu sonuca varılmıştır:
(1) Alüminyum karbon tuğlalarındaki grafit içeriği (kütle oranı) %10'dan az olduğunda, organizasyonel yapısı sürekli bir matris oluşturan Al2O3'ten oluşur ve karbon, matrisin içine yıldız noktaları şeklinde doldurulur. Bu durumda, alüminyum karbon tuğlasının ısı iletkenliği λ, (1) formülü ile yaklaşık olarak hesaplanabilir.
Formülde λa, Al2O3'ün ısı iletkenliğidir; Vc ise grafitin hacim oranıdır. Bu, alüminyum karbon tuğlaların ısı iletkenliğinin grafitin ısı iletkenliğiyle hiçbir ilgisinin olmadığını göstermektedir.
(2) Grafit rafine edildiğinde, alüminyum karbon tuğlanın ısı iletkenliği grafit parçacıklarına daha az bağımlıdır.
(3) Düşük karbonlu alüminyum-karbon tuğlalar için, grafit rafine edildiğinde, alüminyum-karbon tuğlaların korozyon direncini artırabilen yoğun bir bağlayıcı matris oluşturulabilir.
Bu, düşük karbonlu A tipi alüminyum karbon tuğlaların, demir üretim sistemindeki büyük sıcak metal tanklarının ve demir karıştırma vagonlarının çalışma koşullarına uyum sağlayabileceğini göstermektedir.
Yayın tarihi: 27 Şubat 2024
