На бумаге углерод выглядит неподходящим: он не оксид, легко окисляется и сам по себе выгорает на воздухе. Тем не менее периклазоуглеродистый кирпич служит дольше чистого периклаза в самой тяжёлой зоне сталеразливочного ковша. Противоречие объясняют три свойства.
1. Шлак не смачивает углерод
Это решающее свойство. Расплавленный шлак растекается по оксидной поверхности и проникает в открытые поры, попутно реагируя и снимая футеровку слой за слоем. Графит он не смачивает, поэтому в поровую сеть просто не попадает. Углерод перекрывает дорогу, по которой идёт коррозия.
2. Графит проводит тепло
Его теплопроводность в несколько раз выше, чем у окружающих оксидов, поэтому тепло расходится по телу изделия, а не концентрируется на рабочей поверхности. Меньший градиент — меньшие термические напряжения и стойкость к циклам выпуска и заливки.
3. Углерод не плавится
При экстремальной температуре он возгоняется, не проходя через интервал размягчения, и потому не вносит в матрицу легкоплавкой фазы.
Слабое место и как с ним поступают
Тот же углерод выгорает в окислительной атмосфере, оставляя поры и сводя выигрыш на нет. Поэтому вводят антиоксиданты — алюминий, кремний, магний или карбид кремния, — которые окисляются раньше и защищают графит. По этой же причине изделия на углеродной связке требуют соответствующего хранения и режима разогрева.
Где применяется
- Периклазоуглеродистый кирпич — шлаковый пояс ковша, ДСП и конвертер.
- Корундографит — управление потоком на МНЛЗ, где несмачиваемость предотвращает зарастание.
- Шамотографит — жёлобы и копильники чугунолитейных цехов.
И где не применяется: низко- и сверхнизкоуглеродистые стали, где любое науглероживание от футеровки выводит плавку из спецификации. Там нужны безуглеродистые корундовые или шпинельные марки.