L'ajout de 5 à 10 % (fraction massique) d'Al₂O₃ dans la matrice des briques de carbone/graphite de haut fourneau (blocs de carbone) améliore considérablement la résistance à la corrosion de la fonte en fusion et constitue l'application des briques de carbone-aluminium dans les systèmes de fabrication du fer. Les briques de carbone-aluminium sont également utilisées dans le prétraitement de la fonte en fusion et les cuves de coulée.
Briques d'aluminium et de carbone pour le prétraitement du fer en fusion
Les briques en carbure de silicium et aluminium sont principalement utilisées dans les équipements de transport de fonte liquide, tels que les cuves de fonte liquide. Cependant, lorsqu'elles sont utilisées dans de grands réservoirs et malaxeurs de fonte liquide, ces briques réfractaires sont soumises à des conditions de chauffage et de refroidissement difficiles, ce qui les expose à des fissures et à un écaillage structurel. De plus, comme les briques Al₂O₃-SiC-C utilisées dans les grands réservoirs de fonte liquide et les malaxeurs de fonte présentent souvent une teneur en carbone de 15 % et une conductivité thermique pouvant atteindre 17 à 21 W/(m·K) (800 °C), la température de la fonte liquide diminue et les tôles des grands réservoirs et malaxeurs de fonte liquide se déforment. La solution consiste à obtenir une faible conductivité thermique en éliminant le SiC, un composant hautement conducteur thermique, tout en réduisant la teneur en graphite et en l'affinant.
Grâce à la recherche fondamentale, il est conclu que :
(1) Lorsque la teneur en graphite (fraction massique) des briques d'aluminium-carbone est inférieure à 10 %, leur structure organisationnelle est constituée d'Al₂O₃ formant une matrice continue, et le carbone y est présent sous forme de points étoilés. À ce stade, la conductivité thermique λ de la brique d'aluminium-carbone peut être calculée approximativement par la formule (1).
Dans la formule, λa est la conductivité thermique de Al₂O₃ ; Vc est la fraction volumique du graphite. Cela montre que la conductivité thermique des briques d'aluminium-carbone n'a rien à voir avec celle du graphite.
(2) Lorsque le graphite est raffiné, la conductivité thermique de la brique de carbone en aluminium dépend moins des particules de graphite.
(3) Pour les briques en aluminium-carbone à faible teneur en carbone, lorsque le graphite est raffiné, une matrice de liaison dense peut être formée, ce qui peut améliorer la résistance à la corrosion des briques en aluminium-carbone.
Cela montre que les briques en aluminium à faible teneur en carbone A peuvent s'adapter aux conditions de fonctionnement des grands réservoirs de métal chaud et des wagons de mélange de fer dans le système de fabrication du fer.
Date de publication : 27 février 2024
