剛玉和碳化硅在耐火材料行業(yè)的核心應(yīng)用

碳化硅和剛玉，作為耐火材料行業(yè)兩大核心材料，一直以來都有著重要的應(yīng)用。其實，不僅僅在耐火材料行業(yè)，在磨料磨具等諸多材料行業(yè)，都能見到它倆的身影。今天，榮盛耐材就為大家?guī)�來碳化硅和剛玉在耐火材料制品�?dāng)中的作用及產(chǎn)品使用。

　　剛玉篇

　　◆ 剛玉用于耐火材料的特性

　　1、較高的強度和耐磨性；

　　2、抗酸性渣的侵蝕和滲透：各類剛玉主晶相是α-Al2O3，具有較好的抗酸性渣的侵蝕和滲透能力。煉鐵過程中產(chǎn)生的渣一般是酸性渣，SiO2含量較高而CaO含量較低。煉鐵行業(yè)普遍采用Al2O3基耐火材料當(dāng)作內(nèi)襯，如高爐本體的高鋁磚、出鐵溝的Al2O3-SiC-C質(zhì)耐火材料（澆注料和搗打料）、炮泥（Al2O3-SiO2-SiC-C質(zhì)）、鐵水包和魚雷罐等用Al2O3-SiC-C質(zhì)耐火材料（澆注料和耐火磚）等。

　　3、材質(zhì)和性能的多樣性：剛玉主晶相是α-Al2O3，可以和許多氧化物和非氧化物相復(fù)合，提高了自身的一些性能，如抗熱震性，抗渣（酸性或堿性）侵蝕性等。與SiO2復(fù)合形成剛玉莫來石質(zhì)耐火材料，與MgO復(fù)合形成剛玉-尖晶石質(zhì)質(zhì)耐火材料，與鋯英砂（ZrO2和SiO2）復(fù)合形成Al2O3-SiO2-ZrO2質(zhì)耐火材料，與碳化硅和碳復(fù)合形成Al2O3-SiC-C質(zhì)耐火材料等等；

　　4、結(jié)合方式的多樣性：剛玉和各種結(jié)合劑相容性較好，可以采用多種結(jié)合方式，比如高溫?zé)�結(jié)、低溫結(jié)合等等，可以賦予材料不同的特性。

 

 

　　剛玉在耐火材料中主要分為定型產(chǎn)品和不定型產(chǎn)品兩大類。

　　定型產(chǎn)品主要有：

　　1、剛玉質(zhì)耐火材料制品：Al2O398%以上，自結(jié)合固相燒結(jié)高純剛玉制品，結(jié)合相主要是剛玉，還有少量莫來石等，主要使用在石化工業(yè)氣化爐、炭黑反應(yīng)爐、造氣爐、氨分解爐、二段轉(zhuǎn)化爐、耐火陶瓷工業(yè)的高溫超高溫窯爐、冶金工業(yè)的高爐等。

　　2、改性高鋁磚：①低蠕變高鋁磚：對于蠕變溫度為1500℃-1550℃的高鋁磚，加入部分電熔剛玉和硅石原料可制得低蠕變率高鋁磚。②磷酸鹽結(jié)合高鋁磚：以特級或一級高鋁礬土熟料作為主要原料，磷酸溶液或磷酸鋁溶液作為結(jié)合劑，加入少量電熔剛玉、莫來石等，強化基質(zhì)，于400-600℃熱處理而制成的化學(xué)結(jié)合耐火制品。主要使用在煉鐵熱風(fēng)爐、水泥窯、電爐頂、鋼包等。

　　3、剛玉-莫來石制品：采用電熔白剛玉、板狀剛玉、電熔莫來石等原料，經(jīng)配料、混料、高壓成型，高溫窯中燒制而成。制品主晶相是剛玉，結(jié)合相是莫來石。主要使用在陶瓷工業(yè)的高溫?zé)�成窯及其推板、承燒板等窯具。

 

 

　　不定型產(chǎn)品有：

　　各類剛玉原料可當(dāng)作制備不定形耐火材料產(chǎn)品的骨料和粉料，根據(jù)不同結(jié)合劑，按施工方式可分為以下類別：

　　耐火澆注料：剛玉質(zhì)、剛玉-尖晶石質(zhì)、剛玉-SiC-C質(zhì)。

　　耐火可塑料：剛玉質(zhì)，骨料：各類剛玉；結(jié)合劑：水玻璃、磷酸鹽、有機結(jié)合劑。

　　耐火搗打料：剛玉質(zhì)，骨料：各類剛玉；結(jié)合劑：磷酸、磷酸鹽等。

　　耐火泥漿：用于剛玉質(zhì)耐火砌體的接縫。

　　干式振動料：剛玉質(zhì)中式振動料、剛玉碳化硅振動料。

　　不定形耐火材料生產(chǎn)工藝流程短、節(jié)能，幾乎高溫工業(yè)每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的冶金爐和熱工設(shè)備都使用不定形耐火材料，如在鋼鐵工業(yè)中可以用于大型高爐外殼內(nèi)側(cè)的耐火噴涂、修補，大型高爐出鐵溝，高爐炮泥，熱風(fēng)爐熱風(fēng)閥內(nèi)襯、熱風(fēng)管道內(nèi)襯，轉(zhuǎn)爐噴補、盛鋼桶內(nèi)襯，爐外精煉浸漬管，軋鋼均熱爐等。

　　剛玉具有復(fù)相改性：提高抗熱震性可以引入莫來石、紅柱石、氧化鋯等；提高抗酸性渣的侵蝕能力可以引入碳化硅、碳等；提高抗堿性渣的侵蝕能力可以引入氧化鎂、鎂鋁尖晶石、氧化鉻等。

　　剛玉耐火材料使用常見問題

　　Q：剛玉雜質(zhì)含量高，高溫性能下降？

　　A：基質(zhì)增強技術(shù)，原料質(zhì)量控制，Na2O、K2O含量的控制。

　　Q：顆粒粉化，出現(xiàn)裂紋怎么辦？

　　A：原料控制，質(zhì)量體系建設(shè)。

　　Q：低蠕變磚使用過程中的炸包？

　　A：加強磁選，去除引起炸包的低硅鐵。

　　Q：易粉化剛玉的辨別？

　　A：抗水化試驗。

　　碳化硅篇

　　碳化硅作為耐火材料領(lǐng)域的核心原材料，是制備耐火磚、澆注料的重要原料之一，其重要程度不言而喻。碳化硅作為耐火原材料時有如下工藝特性：

　　1、還原氣氛下使用溫度一般可達(dá)1760℃。

　　2、抗熱震性能好，可以承受溫度急劇變化，防止?fàn)t襯出現(xiàn)裂紋或斷裂。

　　3、因熱態(tài)強度高，中高溫條件時可承受一定應(yīng)力，可當(dāng)作結(jié)構(gòu)材料。

　　4、耐磨性能好，在一定溫度下，可當(dāng)作耐磨襯體。

　　5、可以耐受一定熔渣或熱態(tài)金屬，包括堿金屬熔液的侵蝕和滲透。

　　6、可承受一些爐氣的作用，可以用于氣氛爐。

 

 

　　一般來說，碳化硅用來制備各種符合要求的耐火磚制品，其中，碳化硅使用于耐火材料的關(guān)鍵技術(shù)有以下四種方式：

　　1、氧化物結(jié)合：以硅酸鋁、二氧化硅等作為結(jié)合劑。

　　2、氮化物結(jié)合：氮化硅、氧氮化硅和賽隆結(jié)合。

　　3、自結(jié)合：按碳化硅的當(dāng)量比例加入石墨和金屬硅，高溫下反應(yīng)生成。

　　4、重結(jié)晶：碳化硅顆粒之間通過蒸發(fā)凝聚原理在超高溫下燒結(jié)而成。

　　◆ 碳化硅在耐火材料領(lǐng)域主要使用在以下方面

　　1、有色金屬冶煉

　　主要用于有色金屬冶煉高溫設(shè)備的內(nèi)襯材料，如鋁電解槽側(cè)墻耐火磚、鋅精餾塔塔盤、塔壁等。其表現(xiàn)出的特點是有較高的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性；不會被有色金屬潤濕；抗侵蝕性能好；導(dǎo)熱系數(shù)大。

 

 

　　2、鋼鐵工業(yè)

　　主要用作煉鐵高爐冷卻壁鑲耐火磚、爐腹耐火磚和風(fēng)口組合耐火轉(zhuǎn)；鐵水包和魚雷罐內(nèi)襯；出鐵溝溝襯材料；代替硅鐵作脫氧劑等。其表現(xiàn)出的特點是耐渣和鐵水、堿金屬侵蝕；當(dāng)作抗氧化劑使用；高溫下耐磨、耐沖刷性好；可以提高容器壽命。

　　3、窯具

　　主要使用于磨具和陶瓷的燒成窯，用作棚板、匣缽、墊板、立柱等。其表現(xiàn)出的特點是因高溫強度高，使部件截面縮小，窯車有效容積增加，熱容減少；熱震性好，不易出現(xiàn)裂紋、斷裂；比普通粘土質(zhì)耐火磚壽命明顯延長。

　　◆ 碳化硅在耐火材料中使用的常見問題

　　1、氧化

　　碳化硅在高溫下可與氧氣發(fā)生反應(yīng)，此反應(yīng)800℃開始。在氧化氣氛下，碳化硅易氧化，只有形成SiO2保護(hù)膜時，才可以減緩材料的氧化。

　　2、水蒸汽的作用

　　高溫下可與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，碳化硅上有大量的SiO2、Si或C出現(xiàn)，導(dǎo)致材料破壞。

 

 

　　榮盛耐材精選高品質(zhì)碳化硅原材料，所生產(chǎn)的碳化硅質(zhì)耐火磚系列及碳化硅澆注料系列產(chǎn)品性能優(yōu)良，使用壽命長，應(yīng)用在國內(nèi)數(shù)十家大中型企業(yè)生產(chǎn)中，獲得一致好評。還可根據(jù)客戶需求定制化生產(chǎn)，歡迎來電詳詢或到廠考察。