La incorporación de entre un 5 % y un 10 % (en fracción másica) de Al₂O₃ en la matriz de los ladrillos de carbono/grafito para altos hornos (bloques de carbono) mejora significativamente la resistencia a la corrosión del hierro fundido. Esta es una de las aplicaciones de los ladrillos de carbono de aluminio en los sistemas de producción de hierro. Además, los ladrillos de carbono de aluminio también se utilizan en el pretratamiento del hierro fundido y en las cubas de colada.
Ladrillos de carbono de aluminio para el pretratamiento del hierro fundido.
Los ladrillos de carburo de silicio y aluminio se utilizan principalmente en equipos para el transporte de hierro fundido, como los tanques de hierro fundido. Sin embargo, cuando este tipo de material refractario se utiliza en grandes tanques de hierro fundido y mezcladoras de hierro, y se encuentra expuesto a condiciones extremas de calentamiento y enfriamiento, es propenso a agrietarse, lo que provoca el desprendimiento estructural. Además, debido a que los ladrillos de Al2O3-SiC-C utilizados en grandes tanques de metal caliente y mezcladoras de hierro suelen tener un contenido de carbono del 15 % y una conductividad térmica de hasta 17~21 W/(m·K) (800 °C), se produce una reducción de la temperatura del hierro fundido y el problema de la deformación de las láminas de hierro en grandes tanques de hierro fundido y carros mezcladores. La contramedida consiste en lograr una baja conductividad térmica eliminando el SiC, un componente de alta conductividad térmica, al tiempo que se reduce el contenido de grafito y se refina el grafito.
A través de la investigación básica, se concluye que:
(1) Cuando el contenido de grafito (fracción de masa) en los ladrillos de carbono de aluminio es menor al 10%, su estructura organizativa consiste en Al2O3 formando una matriz continua, y el carbono se encuentra dentro de la matriz en forma de puntos estrellados. En este caso, la conductividad térmica λ del ladrillo de carbono de aluminio se puede calcular aproximadamente mediante la fórmula (1).
En la fórmula, λa es la conductividad térmica del Al₂O₃; Vc es la fracción volumétrica de grafito. Esto demuestra que la conductividad térmica de los ladrillos de aluminio-carbono no guarda relación con la conductividad térmica del grafito.
(2) Cuando el grafito se refina, la conductividad térmica del ladrillo de carbono de aluminio tiene menos dependencia de las partículas de grafito.
(3) Para los ladrillos de aluminio-carbono con bajo contenido de carbono, cuando se refina el grafito, se puede formar una matriz de unión densa, que puede mejorar la resistencia a la corrosión de los ladrillos de aluminio-carbono.
Esto demuestra que los ladrillos de aluminio y carbono con bajo contenido de carbono pueden adaptarse a las condiciones de funcionamiento de los grandes tanques de metal caliente y los vagones mezcladores de hierro en el sistema de producción de hierro.
Fecha de publicación: 27 de febrero de 2024
