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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。5-3毫米,這樣容易熔化,吸收,在沖天爐里使用,則塊度大一點(diǎn),以免被強(qiáng)氣流沖出。
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。碳化硅電極因高溫電弧會(huì)發(fā)生部分升華氧化,會(huì)造成碳化硅制品的不斷消耗,甚至發(fā)生斷裂、破損。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。
碳化硅含硅約70%,含碳30%,并有少量游離碳和硅。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。鑄造用碳化硅盡量在90%左右,一是高純料,硬度高,熔點(diǎn)也高,低純料可能雜質(zhì)太多。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。還有一種再生碳化硅,較便宜,是用碳化硅回收的舊電器件加工而成。
在電爐里用料,盡量顆粒細(xì)一些,0.5-3毫米,這樣容易熔化,吸收,在沖天爐里使用,則塊度大一點(diǎn),以免被強(qiáng)氣流沖出。高溫下,碳化硅分解成碳和硅離子,它們的化學(xué)特性是首先和氧反應(yīng),所以有減輕鐵水的氧化作用,后分別進(jìn)入鐵水,首先成為石墨的結(jié)晶核心,大家都知道,碳和硅都有較強(qiáng)的孕育作用,所以它們對(duì)電爐和低碳硅鐵水的熔煉有很好的幫助。硫在鋼中多以硫化物的形式存在,對(duì)絕大多數(shù)鋼而言,硫[S]是有害元素。
而碳化硅的脫碳會(huì)造成鋼水中碳的含量增加改變鋼的組成,尤其在冶煉純凈鋼、超純凈鋼時(shí),碳化硅的脫碳會(huì)對(duì)鋼水及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。碳化硅的脫碳機(jī)理為:當(dāng)冶煉進(jìn)行的一定程度后,鋼與碳化硅之間存在一定的液相隔離層。鑄鐵使用碳化硅加入量很少,對(duì)鑄鐵的化學(xué)成分影響甚小,對(duì)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(duì)其物理性能也有明顯的影響。反應(yīng)物在碳化硅表面形成一個(gè)固相產(chǎn)物層,碳化硅中的組成元素穿過該層擴(kuò)散到鋼水中。
而鋼水中的一些元素和氧化物,主要是鋼渣中的(FeO)穿過耐火磚的反應(yīng)層到達(dá)脫碳層反應(yīng)界面,二者在相會(huì)處發(fā)生脫碳反應(yīng)。轉(zhuǎn)爐和電爐在冶煉過程中,要向爐內(nèi)進(jìn)行吹氧脫碳。此外,碳化硅也是高速公路、航空飛機(jī)跑道太陽能熱水器等的理想材料之一。氧氣[O2]使熔池中的原子鐵[Fe]大量氧化成[FeO],溶解于鋼水中的碳[C]與[FeO]接觸發(fā)生氧化反應(yīng).
碳化硅廢料及其混合物要想能夠廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中,就需要經(jīng)過粉化、粉碎、分級(jí)、除塵、過濾、沉淀、離心分離、干燥、結(jié)晶、混合、輸送、給料、包裝等過程,生成材料的基礎(chǔ)——碳化硅廢料。碳化硅廢料粉化技術(shù)是粉粒體過程處理的主要分支。碳化硅應(yīng)用使鑄鐵中石墨的形態(tài)主要是細(xì)小而且均勻分布的A型石墨,從而改善鑄鐵的力學(xué)性能。隨著環(huán)保儒求和生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度提高,廢料產(chǎn)品粉化化已成為碳化硅廢料處理技術(shù)的必然趨勢(shì)。
人們將碳化硅廢料粉化技術(shù)分為了兩大類,其一為成型加工法,這種方法的主要特點(diǎn)是通過特定的設(shè)備和方法,將粉狀碳化硅廢料處理成符合市場(chǎng)需要的特定形狀、成分、密度等要求的團(tuán)塊裝碳化硅廢料。其二為粒徑增大方法,這種方法的主要特點(diǎn)是能夠?qū)⒓?xì)粉末團(tuán)聚成較粗的顆粒。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。