הגדרת 5% עד 10% (חלק מסה) של Al2O3 בחלק המטריצה של לבני פחמן/גרפיט (בלוקי פחמן) של תנור התכה משפרת משמעותית את עמידות הקורוזיה של ברזל מותך וזהו היישום של לבני פחמן מאלומיניום במערכות לייצור ברזל. שנית, לבני פחמן מאלומיניום משמשות גם בטיפול מקדים בברזל מותך ובשקעי הברז.
לבני פחמן מאלומיניום לטיפול מקדים בברזל מותך
לבני סיליקון קרביד מאלומיניום משמשות בעיקר בציוד להובלת ברזל מותך, כגון מיכלי ברזל מותך. עם זאת, כאשר חומר עקשן מסוג זה משמש במיכלי ברזל מותך גדולים ובמערבלי ברזל, והוא נתקל בתנאי חימום וקירור קשים, הוא נוטה לסדקים, מה שמוביל לקילוף מבני. בנוסף, מכיוון שלבני Al2O3-SiC-C המשמשות במיכלי מתכת חמה גדולים ובמערבלי ברזל יש לעתים קרובות תכולת פחמן של 15% ומוליכות תרמית גבוהה של 17~21W/(m·K) (800℃), ישנה הפחתה בטמפרטורת הברזל המותך ובעיית עיוות יריעות הברזל של מיכלי ברזל מותך גדולים וקרונות ערבוב. אמצעי הנגד הוא השגת מוליכות תרמית נמוכה על ידי הסרת SiC, רכיב מוליך תרמית מאוד, תוך הפחתת תכולת הגרפיט ועידון הגרפיט.
באמצעות מחקר בסיסי, המסקנה היא כי:
(1) כאשר תכולת הגרפיט (חלק המסה) בלבני פחמן מאלומיניום נמוכה מ-10%, המבנה הארגוני שלה מורכב מ-Al2O3 היוצר מטריצה רציפה, ופחמן ממולא במטריצה בצורת נקודות כוכב. בשלב זה, ניתן לחשב בקירוב את המוליכות התרמית λ של לבנת פחמן מאלומיניום לפי נוסחה (1)
בנוסחה, λa היא המוליכות התרמית של Al2O3; Vc הוא שבר הנפח של הגרפיט. ממצא זה מראה שלמוליכות התרמית של לבני פחמן מאלומיניום אין שום קשר למוליכות התרמית של הגרפיט.
(2) כאשר הגרפיט מעודן, המוליכות התרמית של לבני פחמן מאלומיניום תלויה פחות בחלקיקי הגרפיט.
(3) עבור לבני אלומיניום-פחמן דלות פחמן, כאשר הגרפיט מעודן, ניתן ליצור מטריצת קשר צפופה, אשר יכולה לשפר את עמידות הקורוזיה של לבני האלומיניום-פחמן.
זה מראה שלבני פחמן אלומיניום A דל פחמן יכולות להסתגל לתנאי ההפעלה של מיכלי מתכת חמה גדולים וקרונות ערבוב ברזל במערכת ייצור הברזל.
זמן פרסום: 27 בפברואר 2024
