碳化硅耐火磚是用碳化硅為主要原料燒成的耐火磚。其主要特征是共價(jià)結(jié)合，不存在通常的燒結(jié)性，依靠化學(xué)反應(yīng)生成新相達(dá)到燒結(jié)，即反應(yīng)燒結(jié)；SiC具有熱導(dǎo)率高、高溫強(qiáng)度大、耐磨性優(yōu)、抗熱震、耐侵蝕等特點(diǎn)，為鋼鐵、有色金屬冶金工業(yè)使用的重要優(yōu)質(zhì)耐火材料。
碳化硅耐火磚按結(jié)合方式不同可分為粘土結(jié)合碳化硅耐火磚、β—碳化硅結(jié)合碳化硅耐火磚、氧氮化硅結(jié)合碳化硅耐火磚、氮化硅結(jié)合碳化硅耐火磚、賽隆(Sialon)結(jié)合碳化硅耐火磚和重結(jié)晶碳化硅耐火磚。
碳化硅耐火磚由于結(jié)合方式不同，其性能差別較大，不同結(jié)合方式的碳化硅耐火磚的理化性能見表。
(1)粘土結(jié)合碳化硅耐火磚
粘土結(jié)合碳化硅耐火磚是以碳化硅為主要原料，以粘土為結(jié)合劑燒成的耐火磚。其特征是熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)小、抗熱震性和耐磨性好，是碳化硅系磚中最早開發(fā)出來(lái)的一種。
粘土結(jié)合碳化硅耐火磚用黑色碳化硅為原料，其化學(xué)成分：SiC 98.0％，游離C 0.5％，F(xiàn)e 0.2％，游離SiO2 0.6％，用結(jié)合性能良好的軟質(zhì)粘土、紙漿廢液作結(jié)合劑。以往用的結(jié)合粘土比例較大，一般為10％～15％，現(xiàn)在多用3％的粘土和5％的紙漿廢液。粘土加入量少的碳化硅耐火磚熱導(dǎo)率比多粘土結(jié)合的碳化硅耐火磚要高3～4倍，荷重軟化溫度和抗渣性也較高。
結(jié)合粘土為3％的粘土結(jié)合碳化硅耐火磚的制造工藝是，將粗、中、細(xì)SiC按可以獲得最大堆積密度的顆粒級(jí)配進(jìn)行配制。先干混均勻后再加入粘土，干混3min后加入紙漿廢液(密度1.26—1.28g／cm3)4％，進(jìn)行混練。泥料水分約1.5％，困料12h后，泥料過(guò)4mm篩網(wǎng)，用壓磚機(jī)成型。磚坯體積密度2.5—2.7g／cm3。在自然干燥條件下干燥2—4天，在隧道窯內(nèi)燒成，燒成溫度1400℃。
該制品用做陶瓷窯窯具(棚板、支架、匣缽等)，馬弗爐用馬弗罩，鋁精煉爐用爐襯磚，鋅蒸餾爐用蒸餾罐、水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻器等。
(2)氮化硅結(jié)合碳化硅耐火磚
氮化硅結(jié)合碳化硅耐火磚是用SiC和Si粉為原料，經(jīng)氮化燒成的耐火磚。其特點(diǎn)是以Si3N4為結(jié)合相。Si3N4以針狀或纖維狀結(jié)晶存在于SiC晶粒之間，是一種重要的新型耐火材料。
利用反應(yīng)燒結(jié)原理，以氮化反應(yīng)使含硅粉的SiC坯體燒結(jié)，燒成過(guò)程在通入氮?dú)狻⑷菀卓刂频拿荛]爐內(nèi)完成。爐內(nèi)溫度、壓力、氣氛均要嚴(yán)格控制。主要工藝參數(shù)：氮化氣體壓力0.02—0.04MPa，爐內(nèi)氣氛含02量小于0.01％，最終氮化溫度1350—1450℃，氮化總時(shí)間隨制品形狀、尺寸不同而異。
氮化硅結(jié)合碳化硅耐火磚具有良好的耐堿侵蝕性、抗熔融冰晶石潤(rùn)濕性、抗氧化性、耐磨性、高導(dǎo)熱性、抗熱震性和極低的電導(dǎo)率。
氮化硅結(jié)合碳化硅耐火磚主要用做高爐下部爐身內(nèi)襯，比使用傳統(tǒng)耐火材料壽命提高l倍以上，此外，可用做鋁還原電解槽內(nèi)襯、陶瓷窯具，有節(jié)能、提高壽命、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，還可用做高爐風(fēng)口水冷管套磚。
(3)重結(jié)晶碳化硅耐火磚
重結(jié)晶(再結(jié)晶)碳化硅耐火磚是以碳化硅為原料制成的碳化硅與碳化硅直接結(jié)合的耐火磚。其特點(diǎn)是無(wú)第二相存在，由100％α-SiC構(gòu)成。制造重結(jié)晶碳化硅所用原料的化學(xué)組成如下：SiC 99.5％，游離C 0.2％，F(xiàn)e 0.08％，游離Si02 0.08％。
重結(jié)晶碳化硅耐火磚主要用做窯具，有節(jié)能、增加窯的有效容積、縮短燒成周期、提高窯的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，還可用做燒嘴噴嘴頭、陶瓷輻射加熱管、元件保護(hù)管(特別是用于氣氛爐)等。
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