고로 탄소/흑연 벽돌(탄소 블록)의 매트릭스 부분에 5%~10%(질량 분율)의 Al2O3를 첨가하면 용선의 내식성이 크게 향상되며, 이는 제철 시스템에 알루미늄 탄소 벽돌을 적용하는 데 중요한 요소입니다. 또한, 알루미늄 탄소 벽돌은 용선 전처리 및 출선조에도 사용됩니다.
용철 전처리용 알루미늄 탄소벽돌
알루미늄 실리콘 카바이드 벽돌은 용선 탱크와 같은 용선 운반 장비에 주로 사용됩니다. 그러나 이러한 유형의 내화재가 대형 용선 탱크 및 주철 믹서에 사용되고 가혹한 가열 및 냉각 조건에 직면하면 균열이 발생하기 쉽고 구조적 박리로 이어집니다. 또한 대형 용선 탱크 및 주철 믹서에 사용되는 Al2O3-SiC-C 벽돌은 탄소 함량이 15%이고 열전도도가 17~21W/(m·K)(800℃)로 높기 때문에 용선의 온도가 낮아지고 대형 용선 탱크 및 믹서 카의 철판이 변형되는 문제가 있습니다. 대책은 열전도성이 높은 성분인 SiC를 제거하고 흑연 함량을 줄이며 흑연을 미세화하여 낮은 열전도도를 달성하는 것입니다.
기초 연구를 통해 다음과 같은 결론이 도출되었습니다.
(1) 알루미늄 카본 벽돌의 흑연 함량(질량 분율)이 10% 미만인 경우, 알루미늄 카본 벽돌의 조직 구조는 Al₂O₃가 연속적인 매트릭스를 형성하고, 그 매트릭스 내에 탄소가 별모양으로 채워져 있습니다. 이때, 알루미늄 카본 벽돌의 열전도도 λ는 다음 식 (1)을 통해 근사적으로 계산할 수 있습니다.
식에서 λa는 Al₂O₃의 열전도도이고, Vc는 흑연의 부피 분율입니다. 이는 알루미늄 탄소 벽돌의 열전도도가 흑연의 열전도도와 아무런 관련이 없음을 보여줍니다.
(2) 흑연이 정제되면 알루미늄 탄소벽돌의 열전도도는 흑연 입자에 대한 의존성이 낮아진다.
(3) 저탄소 알루미늄-탄소 벽돌의 경우 흑연을 정제하면 치밀한 결합 매트릭스를 형성할 수 있어 알루미늄-탄소 벽돌의 내식성을 향상시킬 수 있습니다.
이는 저탄소 A 알루미늄 탄소 벽돌이 제철 시스템에서 대형 열간 금속 탱크와 철 혼합차의 작동 조건에 적응할 수 있음을 보여줍니다.
게시 시간: 2024년 2월 27일
