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耐火材料行业知识

碳化硅的分类及制品生产和具体应用

摘 要:把碳化硅砂当做是主要的原料,然后采用各种不同的粘合剂所生产出来的耐火材料就是碳化硅制品。碳化硅制品具有很好的导热性能,甚至可以是粘土制品的十四倍左右。另外它的热稳定性较好膨胀系数也低,有很好的抗折强度,化学的性能相对也十分稳定,同时在最近这些年来粘合剂得到改进,所以受碱蚀和易氧化的弱电也得到了克服,因此可以说碳化硅制品是竖罐炼锌中必要的耐火材料,同时它也十分广泛的应用在化工和钢铁冶金以及陶瓷等防腐耐磨泵和工业炉窑。根据相关的统计显示,现如今国外已有超过五成的高炉炉衬都在使用碳化硅制品,我国自从上个世纪末以来也开始试用于炼铁高炉炉衬中,并且也取得十分良好的效果。 
对于碳化硅来说,它具有着很好的化学稳定性和耐火性能,因为这些性能所以如今被广泛的应用于耐火材料之中。但是现阶段我们国家并没有一个相对完成的化学分析方法来分析不同含量的碳化硅耐火材料,所以相关人士还需要对这方面的工作去不断的进行试验研究。 
1 碳化硅的分类及制品生产和具体应用 
1.1 碳化硅的分类 
对于工业上使用的碳化硅来说,一般都会有百分之二左右的杂质,这其中主要有铝和钙以及二氧化硅还有镁及碳等。在对碳化硅进行分类的时候,如果根据它的主要用途以及色泽来划分,那么主要有黑色碳化硅和绿色碳化硅以及矾土碳化硅。对于黑色碳化硅来说,它主要就是用来研磨耐火材料或是其他材料。而绿色碳化硅主要就是用来制造硅碳棒等电阻元件,矾土碳化硅它的主要作用是制造避雷器和热敏电阻等。 
1.2 碳化硅制品的生产 
碳化硅砂的形成主要就是在电炉中用高温来炼制碳质原料和二氧化硅所炼制成的,同时碳化硅砂是各种碳化硅制品的骨料,它主要是用硅粉或是硅酸盐和氧化物在高温的租用下结合而成的材料,中间经过成型过程,最终烧制而成。 
1.3 碳化硅的应用 
碳化硅质的耐火材料自身具有着一定的特殊性能,这样的性能一定程度上也决定耐火材料可以在不同的工业领域和不同的条件下被广泛使用。碳化硅质耐火材料因为自身的导热性比较高,所以在加热式炉底和制造马弗炉及一端封闭式测温管还有热电偶套管中都得到了十分广泛的应用,另外换热器和渗碳箱以及大砖也都应用了碳化硅质耐火材料。 
在卧式蒸馏罐和锌蒸馏塔等非直接加热式窑炉结构中也会大量的应用碳化硅制品,碳化硅质的耐火材料在比较广的温度范围之中,它的耐磨性和机械强度均直所以可以更好的使用它来制造那些比较耐机械磨损的部件。 
碳化硅质耐火材料之所以在装置中的使用和有色冶金以及化学工业的各种窑炉中都有很好的效果,这些情况都是由于它自身具有的特殊化学性质决定的,另外在蒸汽锅炉中也可以使用碳化硅质耐火材料。 
碳化硅质耐火材料在我国的工业中现在使用的规模还严重不足,但是最近这些年来在生产规模上也呈现出了增长的趋势,在整个工业中,尤其是其中的黑色冶金和陶瓷工业对碳化硅质耐火材料都有很好的使用可能性。 
2 碳化硅耐火材料的分析项目 
2.1 碳化硅的分析 
对碳化硅实际进行分析的时候,现在主要有间接法和直接法。对于间接法来说又可以分成测定碳化硅中的硅和碳来进行换算这两种类型,这样的方法对相关仪器的要求并不是十分高,而且换算系数上也比较小,不过在实际进行测试的时候,一般时间都比较长,而且操作起来十分复杂又不是很容易掌握。直接法它的适用范围相对比较窄,适用起来简便快捷,这样的也可以细分为两种。 
其一是使用硫酸和硝酸以及氢氟酸来对试样进行处理,让试样中的硅酸和游离硅可以定量的挥发掉。除去可溶性物质的时候加入适量的盐酸进行过滤,把那些不溶残渣全部都灼烧掉,之后进行称量,最终得出的就是碳化硅的实际含量,这样的方法在纯碳化硅试样中比较适用,那些杂质比较多的使用并不建议使用这样的方法。 
其二处理试样的时候用氢氟酸硫酸来进行处理,使用焦硫酸钾熔融掉其中的相关残留物,浸取的时候使用盐酸溶液来进行,之后在将其有效的过滤,其中的不溶物就是碳化硅。这样的方法比较适用于结合剂可被焦硫酸钾去有效的分解的各种碳化硅制品试样,这样的方法在准确度方面表现的并不是很好,所以实际要求会比较严格,因此测定的时候要使用间接法来进行。 
2.2 游离碳的分析 
在实际对游离碳进行分析的时候,现阶段主要有气体容量法和燃烧重量法以及气体重量法这三种方法。 
对于气体容量法来说,这种方法分析的速度十分快,而且精度相对也比较高,同时在操作上也十分简便,所以这样的方法被应用的频率比较高。而燃烧重量法这样的方法只可以适用在纯碳化硅的试样,另外含有结晶水和机物以及那些有挥发性质的各种耐火材料并不能通过这样的方法来进行测定。 
2.3 游离硅的分析 
实际对游离硅进行分析的时候可以采用硅钼蓝比色法去进行测定,现在主要可以分成间接法和直接法这两种。间接法主要就是在氢氟酸混合液和硝酸钠以及硝酸中把二氧化硅和游离硅有效的融入其中,让后测出它的具体含量,在用这个含量减去二氧化硅的实际含量最终进行换算而得。 
对于直接法来说,主要利用的是在热的氢氧化钠溶液中可以将游离硅溶于其中这样的性质,并和碳化硅以及二氧化硅之间相互分离,最后使用硅钼蓝比色获得其具体含量。 
2.4 二氧化硅的分析 
对二氧化硅去进行分析的时候主要有重量钼蓝光度法和挥散法以及硅钼蓝比色法这三种方法,重量钼蓝光度法主要是采用盐酸脱水和碳酸钠硼砂熔融,实际分离之后采用钼蓝法去回收滤液中残余的二氧化硅,这样的方法一般来讲准确度比较高,但是实际进行操作的时候相关流程会比较复杂,同时测定的周期也表现的比较长,因此这种方法现在一般都会用在碳化硅质制品总硅量的测试中。 
3 结 语 
对于不同的耐火材料来说,如果想要测定其中碳化硅的实际含量,那么针对不同种类型的耐火材料就要去具有针对性的采用不同的方法去进行测定。 


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