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。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。
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。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。
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,对优质钢材的需求愈来愈高。在冶炼纯净钢等优质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,但国内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。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。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。
包括黑碳化硅和绿碳化硅,其中:绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体,一种是绿碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬质含金工具。构成碳化硅的一些元素,直接溶解到钢水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金属元素增加。另一种是黑碳化硅,有金属光泽,含SiC 95%以上,强度比绿碳化硅大,但硬度较低,主要用于磨铸铁和非金属材料。
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