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耐火材料行业知识

氮化硅结合碳化硅耐火砖生产厂家

氮化硅结合碳化硅耐火砖作为高级耐火砖在各种气氛中正常使用温度可达1500℃左右,所以Si3N4-SiC被广泛应用于卫生陶瓷、日用陶瓷、电子陶瓷、建筑陶瓷、磨具及冶金等行业,作为窑具亦有广阔的市场。 
(1)钢铁冶金行业 
钢铁工业是氮化硅结合碳化硅耐火砖的最大用户。随着高炉的大型化,以及洁净钢、低碳钢等特殊钢种的发展,钢铁冶金对耐火砖提出了更高的要求。1976年美国Point、1977年法国Dunkerque公司等开始将氮化硅结合碳化硅耐火砖应用于高炉炉腰。在我国,1985年鞍钢首次将氮化硅结合碳化硅耐火砖应用于高炉炉身下部、炉腰和风口区。新日本钢铁公司曾对高炉炉身下部用的不同耐火砖损毁速度进行了研究,结果表明,与粘土砖相比,高铝砖损毁速度是其3/5,Si3N4-SiC的损毁速度是其1/5。氮化硅结合碳化硅砖在高炉渣侵蚀后外形完好,侵蚀不明显,且抗铁水溶蚀性能好,1425℃铁水溶蚀60分钟后,溶蚀结果为0。 
(2)有色冶金行业 
在铜合金熔炼领域,镁质坩埚存在抗热震性能差、铜液易渗漏等不足。在铝合金熔炼领域,长期采用的是铸钢、铸铁和石墨等材料。金属坩埚在与铝合金熔体接触过程中会发生渗铁现象,降低冶金质量。石墨坩埚在使用过程中存在严重氧化现象,提高了生产成本。随着先进有色冶金技术的发展,对所用耐火砖的质量和性能都提出了更高的需求。 
Si3N4-SiC制品与有色金属熔体不润湿,在性能上明显优于氧化物陶瓷,此外,Si3N4-SiC材料具有导热率高、抗热震稳定性好、抗冲刷、抗金属蒸汽侵蚀等优点,因此广泛应用于铅、锌、铝、铜等有色冶炼工业的冶炼炉中。其用途包括,竖罐锌蒸馏炉的蒸馏罐炉壁以及冷凝器转子,锌蒸馏塔塔壁、冷凝器和各种通道等部位的工作层,以及决定炼锌连续精馏精炼设备使用寿命的塔盘;承受铅雾冲刷和化学侵蚀作用的铅锌密闭鼓炉铅雾室侧墙;炼铝反射炉放铝口,流铝槽及其衬体,铝电解槽侧墙等;精铜熔化竖炉炉壁工作层和烧嘴区等易损部位。Si3N4-SiC的使用显著提高了有色冶炼炉的寿命,降低了耐火砖消耗,提高了冶炼效率。 
需特别指出的是,Si3N4-SiC材料目前己广泛应用于铝电解工业。作为铝电解槽侧墙内衬的氮化硅结合碳化硅砖,为延长铝电解槽寿命和大型铝电解槽的开发做出了重要的贡献,促进了铝电解槽技术的进步及铝电解工业的发展。SiC不与铝液发生反应,较传统阴极碳块明显更耐电解质腐蚀和抗空气氧化,其电阻率也远远高出传统阴极侧壁内衬材料。SiC热导率高,用作电解槽的侧壁材料时可以形成保护性的侧部凝固槽帮。此外,应用碳化硅材料可以降低槽水平电流、增加槽侧壁散热和降低槽温,提高电流效率。选用SiC质耐火砖侧壁可以使侧壁厚度降低,有助于扩大槽膛,增大铝的产量。 
(3)卫生陶瓷、日用陶瓷、电子陶瓷、建筑陶瓷、砂轮行业 
用窑具由于卫生陶瓷烧成温度高、荷重大,一般材质的辊棒不能满足辊道窑烧成卫生陶瓷的要求,因此Si3N4-SiC或Sialon-SiC辊棒是较为理想的选择。目前,日用陶瓷越来越多地采用冷煤气、天然气、液化石油气进行明焰烧成。Si3N4-SiC材质的窑具可明显降低窑具与制品的重量比,使用寿命长,节约能源消耗且提高产品质量和合格率。 
电子陶瓷行业对窑具质量的要求越来越高,要求窑具高温强度高、热稳定性能好、使用寿命长、价格适宜,这为Si3N4-SiC材料提供了广阔应用空间。 
建筑陶瓷近年来向着高档化、大型化方向发展,要求辊道窑传动支托辊棒在1250℃以上温度使用,高温抗折强度在50MPa以上,Si3N4-SiC是较理想的选择。且该材质的烧嘴套管使用寿命长、价格适中,有很好的发展前景。 
砂轮的烧成温度高,烧成周期长,且所用窑具荷载大,因此砂轮行业对窑具,特别是棚板的要求很高。传统砂轮生产厂家多采用50mm厚的粘土板或粘土结合SiC板,不仅占用装炉空间,降低了生产效率,而且使用寿命较短。若采用Si3N4-SiC或Sialon-SiC材料棚板,不仅厚度可降至25mm左右,而且可以提局传热率,延长窑具寿命。 
(4)垃圾焚烧炉 
从十九世纪下半叶开始,西方发达国家己着手设计和开发垃圾焚烧设备。当时应用垃圾焚烧技术和设备的主要目的是,在高温下进行垃圾的无害化处理,同时将垃圾中含有的能量转换为蒸汽、电能或者热水加以利用,以尽可能低的成本进行垃圾的焚烧处理。世界上第一台固体废弃物焚烧设备诞生在第二次技术革命时期的欧洲。1870年,第一台垃圾焚烧炉在Paddington市投入运行。今年我国部分城市也开始建设垃圾焚烧炉,以解决城市垃圾围城的困境。 
垃圾焚烧炉的工作温度一般不超过1400℃,但是工作环境较为复杂,如气体侵蚀严重,垃圾在高温移动过程中对炉体内部的磨损和冲击。因此垃圾焚烧炉要求耐火砖具有良好的高温强度、耐磨性、耐酸碱腐蚀性、抗热震稳定性、抗CO、Cl2、SO2、HCl、碱金属蒸汽侵蚀等性能。目前Si3N4-SiC材料已广泛应用于垃圾焚烧炉,并有令人满意的表现。 


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