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有色金屬冶煉工業(yè)的應(yīng)用:利用碳化硅具有耐高溫,強(qiáng)度大,導(dǎo)熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅(jiān)罐蒸餾爐精餾爐塔盤,鋁電解槽,銅熔化爐內(nèi)襯,熱電偶保護(hù)管等。鋼鐵行業(yè)方面的應(yīng)用:利用碳化硅的耐腐蝕?抗熱沖擊耐磨損,導(dǎo)熱好的特點(diǎn),用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供開采的礦源。
冶金選礦行業(yè)的應(yīng)用:碳化硅硬度僅次于金剛石,具有較強(qiáng)的耐磨性能,是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器,礦斗內(nèi)襯的理想材料,其耐磨性能是鑄鐵。橡膠使用壽命的5—20倍,也是航空飛行跑道的理想材料之一。高純碳化硅一般含量在96%以上,做磨具磨料用,有黑色,綠色等顏色的區(qū)分,普通碳化硅在80%以下,多顯綠色和其他色。建材陶瓷,砂輪工業(yè)方面的應(yīng)用:利用其導(dǎo)熱系數(shù),熱輻射,高熱強(qiáng)度大的特性,制造薄板窯具,不僅能減少窯具容量,還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量,縮短了生產(chǎn)周期,是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。
金剛砂又名碳化硅是用石英砂、石油焦、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。在炭素工業(yè)中,碳化硅首要用來出產(chǎn)煉鐵高爐用磚,如石墨碳化硅、氮化硅結(jié)合的碳化硅磚等。 碳化硅又稱碳硅石。在當(dāng)代C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中,碳化硅為應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。
碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強(qiáng)度高,節(jié)能效果好。碳化硅的使用成本較低,加入碳化硅顆??梢苑乐刮龀鎏蓟?,增加鐵素體量,減少白口,使鑄鐵組織致密,顯著提高加工性能并使切削面光潔。
低品級碳化硅是較好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學(xué)成分,提高鋼的質(zhì)量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。
碳化硅的使用成本較低,加入碳化硅顆??梢苑乐刮龀鎏蓟铮黾予F素體量,使鑄鐵組織致密,經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出碳化硅在灰鑄鐵生產(chǎn)中已經(jīng)成為重要的材料。
鑄鐵使用碳化硅加入量很少,對鑄鐵的化學(xué)成分影響甚小,對其顯微組織的影響卻很大,因而能改善灰鑄鐵的力學(xué)性能,對其物理性能也有明顯的影響。碳化硅應(yīng)用減輕鑄鐵件的壁厚敏感性,使鑄件薄、厚截面處顯微組織的差別小,硬度差別也?。惶蓟钁?yīng)用有利于共晶團(tuán)生核,使共晶團(tuán)數(shù)增多??捎糜谟猩饘僖睙捁I(yè)的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、熱電偶保護(hù)管等。
碳化硅是一種能夠抵抗高溫作用的固體材料,廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)。根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)和成份的不同,碳化硅通常可分為:酸性碳化硅(石英、硅磚);碳化硅器件規(guī)模應(yīng)用于固態(tài)斷路器、換流閥、有源濾波等已有裝備為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)、加速我國能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供核心元器件及關(guān)鍵裝備等支撐。半酸性碳化硅(半硅磚);中性碳化硅(鉻磚、粘土磚、高鋁磚);堿性碳化硅(鎂磚、鉻鎂磚、鎂鋁磚、白云石磚、鎂砂、白云石及鎂質(zhì)耐火泥)等。
堿性碳化硅由于具有耐火度高、熱穩(wěn)定性好、抗渣性好等優(yōu)良特性,目前被廣泛應(yīng)用于冶煉設(shè)備中。在轉(zhuǎn)爐與電爐煉鋼過程中,鋼水對爐襯碳化硅會產(chǎn)生機(jī)械沖刷,與此同時構(gòu)成碳化硅的組成元素溶解到鋼水中并與鋼水之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
鋼水對爐襯的機(jī)械沖刷以及二者之間的化學(xué)反應(yīng):一方面導(dǎo)致爐襯碳化硅的受損與侵蝕;另一方面會對鋼水及鋼材的質(zhì)量產(chǎn)生影響。