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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,強度大,導(dǎo)熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅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,用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。
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。
碳化物材料熔點較高,大都在3000℃以上,如TiC熔點3107℃,ZrC熔點3530℃。在較高溫度下,碳化物會氧化,熔點高于石墨和碳。多數(shù)碳化物硬度高,有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。煉得的碳化硅塊,經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。部分碳化物性能見表8-6。碳化物基本合成方法有:金屬與碳粉直接化合法;碳還原法;金屬與含碳氣體反應(yīng)。
生產(chǎn)碳化硅制品,首先要有碳化硅原料。碳化硅的工業(yè)生產(chǎn)方法是將石英砂、煤焦、鋸末和鹽混合在一起,在電阻爐中加熱到2200℃左右,鹽的作用是除去石英砂和煤焦中的雜質(zhì),而鋸末的作用是產(chǎn)生氣孔,使生成的氣體容易逸出。它主要是用于研磨玻璃、陶瓷、石材等非金屬材料、鑄鐵及某些非鐵金屬,它與這些材料之間的反應(yīng)性很弱。電爐中間用石墨或碳顆粒堆積成柱狀電阻發(fā)熱體,所配原料緊密填充在發(fā)熱體四周。
隨著時間的推移,爐料高溫范圍不斷擴大,形成的碳化硅也越來越多。它在爐內(nèi)不斷形成,蒸發(fā)移動,結(jié)晶長大,聚集成為一個圓筒形的結(jié)晶筒。結(jié)晶筒的內(nèi)壁因受高溫,超過2600℃的部分就開始分解。分解出的硅又與爐料中的碳結(jié)合而成為新的碳化硅。另一方面可用于有色金屬冶煉工業(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、熱電偶保護管等。爐自送電初期,電熱主要部分用于加熱爐料,而用以形成碳化硅的熱量只是較少的一部分。送電中期,形成碳化硅所用的熱量所占比例較大。送電后期,熱損失占主要部分。調(diào)整送電功率與時間的關(guān)系,優(yōu)選出有利的停電時間,以期獲得電熱利用率。