고로 탄소/흑연 벽돌(탄소 블록)의 매트릭스 부분에 5~10%(질량 분율)의 Al2O3를 첨가하면 용융 철의 부식 저항성이 크게 향상되며, 이것이 제철 시스템에서 알루미늄 탄소 벽돌의 활용 사례입니다. 둘째로, 알루미늄 탄소 벽돌은 용융 철 전처리 및 출탕조에도 사용됩니다.
용융 철 전처리용 알루미늄 탄소 벽돌
알루미늄-실리콘 카바이드(Al₂O₃-SiC-C) 벽돌은 주로 용융 철 탱크와 같은 용융 철 운송 장비에 사용됩니다. 그러나 이러한 내화 재료가 대형 용융 철 탱크 및 철 혼합기에 사용되어 가혹한 가열 및 냉각 조건에 노출될 경우 균열이 발생하여 구조적 박리가 일어날 수 있습니다. 또한, 대형 용융 철 탱크 및 철 혼합기에 사용되는 Al₂O₃-SiC-C 벽돌은 탄소 함량이 15%에 달하고 열전도율이 17~21W/(m·K)(800℃)로 매우 높아 용융 철의 온도를 낮추고 대형 용융 철 탱크 및 혼합기의 철판 변형 문제를 야기합니다. 이러한 문제에 대한 해결책으로 열전도율이 높은 성분인 SiC를 제거하고 흑연 함량을 줄이며 흑연을 정련하여 열전도율을 낮추는 방법이 있습니다.
기초 연구를 통해 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다.
(1) 알루미늄 탄소 벽돌의 흑연 함량(질량 분율)이 10% 미만일 때, 그 조직 구조는 연속적인 매트릭스를 형성하는 Al2O3로 구성되고, 탄소는 별 모양 점 형태로 매트릭스에 채워진다. 이때, 알루미늄 탄소 벽돌의 열전도율 λ는 식 (1)로 근사적으로 계산할 수 있다.
위 공식에서 λa는 Al2O3의 열전도율이고, Vc는 흑연의 부피 분율입니다. 이는 알루미늄 탄소 벽돌의 열전도율이 흑연의 열전도율과는 아무런 관련이 없음을 보여줍니다.
(2) 흑연을 정제하면 알루미늄 탄소 벽돌의 열전도율은 흑연 입자에 덜 의존하게 됩니다.
(3) 저탄소 알루미늄-탄소 벽돌의 경우 흑연을 정제하면 조밀한 결합 매트릭스가 형성되어 알루미늄-탄소 벽돌의 내식성을 향상시킬 수 있습니다.
이는 저탄소 A 알루미늄 탄소벽돌이 제철 시스템의 대형 용융 금속 탱크 및 철 혼합 차량의 작동 조건에 적응할 수 있음을 보여줍니다.
게시 시간: 2024년 2월 27일
