5–10 %:n (massaosuus) Al2O3:n lisääminen masuunin hiili-/grafiittitiilien (hiililohkojen) matriisiosaan parantaa merkittävästi sulan raudan korroosionkestävyyttä ja on alumiinihiilitiilien sovellus raudanvalmistusjärjestelmissä. Toiseksi alumiinihiilitiiliä käytetään myös sulan raudan esikäsittelyssä ja laskualtaissa.
Alumiinihiilitiilet sulan raudan esikäsittelyyn
Alumiinipiikarbiditiiliä käytetään pääasiassa sulan raudan kuljetuslaitteissa, kuten sulan raudan säiliöissä. Kuitenkin, kun tällaista tulenkestävää materiaalia käytetään suurissa sulan raudan säiliöissä ja rautasekoittimissa ja se kohtaa ankaria lämmitys- ja jäähdytysolosuhteita, se on altis halkeamille, mikä johtaa rakenteelliseen kuoriutumiseen. Lisäksi, koska suurissa kuumametallisäiliöissä ja rautasekoittimissa käytettävien Al2O3-SiC-C-tiilien hiilipitoisuus on usein 15 % ja lämmönjohtavuus jopa 17–21 W/(m·K) (800 ℃), sulan raudan lämpötila laskee ja suurten sulan raudan säiliöiden ja sekoitusvaunujen rautalevyjen muodonmuutosongelma kasvaa. Vastatoimenpiteenä on saavuttaa alhainen lämmönjohtavuus poistamalla piikarbidi, erittäin lämpöä johtava komponentti, samalla kun grafiittipitoisuutta vähennetään ja grafiittia jalostetaan.
Perustutkimuksen perusteella on päädytty seuraavaan:
(1) Kun alumiinihiilitiilien grafiittipitoisuus (massaosuus) on alle 10 %, sen organisaatiorakenne koostuu jatkuvan matriisin muodostavasta Al2O3:sta, ja hiili on täytetty matriisissa tähtipisteiden muodossa. Tällöin alumiinihiilitiilien lämmönjohtavuus λ voidaan laskea suunnilleen kaavalla (1).
Kaavassa λa on Al2O3:n lämmönjohtavuus ja Vc on grafiitin tilavuusosuus. Tämä osoittaa, että alumiinihiilitiilien lämmönjohtavuudella ei ole mitään tekemistä grafiitin lämmönjohtavuuden kanssa.
(2) Kun grafiittia jalostetaan, alumiinihiilitiilen lämmönjohtavuus riippuu vähemmän grafiittihiukkasista.
(3) Vähähiilisten alumiini-hiilitiilien osalta grafiitin puhdistuksessa voi muodostua tiheä sidosmatriisi, joka voi parantaa alumiini-hiilitiilien korroosionkestävyyttä.
Tämä osoittaa, että vähähiiliset A-alumiiniset hiilitiilet voivat sopeutua suurten kuumien metallisäiliöiden ja raudansekoitusautojen käyttöolosuhteisiin raudanvalmistusjärjestelmässä.
Julkaisuaika: 27. helmikuuta 2024
