L'aggiunta di una percentuale di Al₂O₂ compresa tra il 5% e il 10% (frazione in massa) nella matrice dei mattoni di carbonio/grafite d'altoforno (blocchi di carbonio) migliora significativamente la resistenza alla corrosione della ghisa fusa ed è l'applicazione dei mattoni di carbonio e alluminio negli impianti di produzione del ferro. In secondo luogo, i mattoni di carbonio e alluminio vengono utilizzati anche nel pretrattamento della ghisa fusa e nelle vasche di colata.
Mattoni di carbonio in alluminio per il pretrattamento del ferro fuso
I mattoni in carburo di silicio e alluminio sono utilizzati principalmente nelle attrezzature per il trasporto di ghisa fusa, come i serbatoi per ghisa fusa. Tuttavia, quando questo tipo di materiale refrattario viene utilizzato in grandi serbatoi per ghisa fusa e miscelatori per ghisa e viene sottoposto a condizioni di riscaldamento e raffreddamento difficili, è soggetto a crepe, che portano a sfaldamenti strutturali. Inoltre, poiché i mattoni in Al₂O₂-SiC₂-C utilizzati in grandi serbatoi per metallo caldo e miscelatori per ghisa hanno spesso un contenuto di carbonio del 15% e una conduttività termica fino a 17~21 W/(m·K) (800 °C), si riduce la temperatura della ghisa fusa e si elimina il problema della deformazione delle lamiere di ferro di grandi serbatoi per ghisa fusa e carrelli miscelatori. La contromisura consiste nel raggiungere una bassa conduttività termica rimuovendo il SiC, un componente altamente conduttivo, riducendo al contempo il contenuto di grafite e raffinando la grafite.
Attraverso la ricerca di base si conclude che:
(1) Quando il contenuto di grafite (frazione di massa) nei mattoni di alluminio e carbonio è inferiore al 10%, la loro struttura organizzativa è costituita da Al₂O₂ che forma una matrice continua, e il carbonio è inserito nella matrice sotto forma di punte a stella. A questo punto, la conduttività termica λ del mattone di alluminio e carbonio può essere calcolata approssimativamente con la formula (1).
Nella formula, λa è la conduttività termica di Al₂O₂; Vc è la frazione in volume di grafite. Questo dimostra che la conduttività termica dei mattoni in alluminio e carbonio non ha nulla a che fare con la conduttività termica della grafite.
(2) Quando la grafite viene raffinata, la conduttività termica del mattone di carbonio in alluminio dipende meno dalle particelle di grafite.
(3) Per i mattoni in alluminio-carbonio a basso tenore di carbonio, quando la grafite viene raffinata, si può formare una matrice legante densa, che può migliorare la resistenza alla corrosione dei mattoni in alluminio-carbonio.
Ciò dimostra che i mattoni in alluminio e carbonio di tipo A a basso tenore di carbonio possono adattarsi alle condizioni operative di grandi serbatoi per metallo caldo e di vagoni per la miscelazione del ferro nel sistema di produzione del ferro.
Data di pubblicazione: 27 febbraio 2024
