碳化硅是一种能够抵抗高温作用的固体材料,广泛应用于冶金工业。根据其化学性质和成份的不同,碳化硅通常可分为:酸性碳化硅(石英、硅砖);半酸性碳化硅(半硅砖);中性碳化硅(铬砖、粘土砖、高铝砖);碱性碳化硅(镁砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁砂、白云石及镁质耐火泥)等。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。
碱性碳化硅由于具有耐火度高、热稳定性好、抗渣性好等优良特性,目前被广泛应用于冶炼设备中。在转炉与电炉炼钢过程中,钢水对炉衬碳化硅会产生机械冲刷,与此同时构成碳化硅的组成元素溶解到钢水中并与钢水之间发生化学反应。碳化硅是典型的多晶型化合物,按大类来分,有α-碳化硅和β-碳化硅两种。钢水对炉衬的机械冲刷以及二者之间的化学反应:一方面导致炉衬碳化硅的受损与侵蚀;另一方面会对钢水及钢材的质量产生影响。
利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性,碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。
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;用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等碳化硅陶瓷材料;还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。
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。
随着时间的推移,炉料高温范围不断扩大,形成的碳化硅也越来越多。它在炉内不断形成,蒸发移动,结晶长大,聚集成为一个圆筒形的结晶筒。结晶筒的内壁因受高温,超过2600℃的部分就开始分解。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0。分解出的硅又与炉料中的碳结合而成为新的碳化硅。炉自送电初期,电热主要部分用于加热炉料,而用以形成碳化硅的热量只是较少的一部分。送电中期,形成碳化硅所用的热量所占比例较大。送电后期,热损失占主要部分。调整送电功率与时间的关系,优选出有利的停电时间,以期获得电热利用率。
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