碳化硅对熔池中钢水的脱硫原理为:进入碳化硅液相隔离层中的硫离子通过液相向碳化硅内扩散,与碳化硅中的[CaO]颗粒反应,在[CaO]颗粒表面生成CaS层。
近年来,由于工业以及航空航天工业的飞速发展,对钢材的需求愈来愈高。在冶炼纯净钢等钢材时就必须高度重视和深入研究碳化硅与熔池中钢水之间的反应对钢质量造成的影响。同时也为研发能够对钢水起到净化作用的新型碳化硅提供依据。
随着我国大型预分解水泥窑相关技术及配套设备的快速发展和日趋完善,我国水泥行业整体技术水平已经接近或达到成熟,但我国碳化硅的整体使用寿命与国外技术相比还有一定差距,究其原因除了碳化硅生产企业产品研发水平外,还与碳化硅整体施工水准,及人们对施工质量的重视程度有较大关系。另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、热电偶保护管等。
纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含黑碳化硅的用途及种类不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。
碳化硅的工业制法是用石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。
建材陶瓷,砂轮工业方面的应用:利用其导热系数、热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不光能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。
节能方面的应用:利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20-30%。特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6—7倍。
碳化物材料熔点较高,大都在3000℃以上,如TiC熔点3107℃,ZrC熔点3530℃。在较高温度下,碳化物会氧化,熔点高于石墨和碳。多数碳化物硬度高,有良好的导电和导热性。部分碳化物性能见表8-6。碳化物基本合成方法有:金属与碳粉直接化合法;碳还原法;金属与含碳气体反应。碳化硅粗料已能大量供应,但是技术含量极高的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。
生产碳化硅制品,首先要有碳化硅原料。碳化硅的工业生产方法是将石英砂、煤焦、锯末和盐混合在一起,在电阻炉中加热到2200℃左右,盐的作用是除去石英砂和煤焦中的杂质,而锯末的作用是产生气孔,使生成的气体容易逸出。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍。电炉中间用石墨或碳颗粒堆积成柱状电阻发热体,所配原料紧密填充在发热体四周。
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