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高炉常用的三种碳化硅砖

1月,09,2021

高炉是炼铁行业的高温窑炉设备,内衬需要用耐火砖来砌筑,因此内衬需要承受高温,还需要承受铁水的侵蚀,如果炉缸、炉底使用粘土砖。是会逐渐熔损的,因收缩和砌砖质量不良,可能会引起烧穿的事故,现在碳化硅砖在炉缸、炉底的应用基本上解决了烧穿的问题。我们来介绍一下高炉常用的三种碳化硅砖

碳化硅砖

高炉用优质碳化硅砖主要品种有Si3N4-SiC砖、Sialon-SiC砖和自结合(β-SiC结合)SiC砖。

Si3N4-SiC砖

Si3N4-SiC砖是用SiC和Si粉为原料,经氮化后烧成的耐火制品。SiC、Si3N4都是共价键化合物,烧结困难。在多级配的SiC颗粒和细粉中,加入磨细的工业硅粉,Si与N2在高温下进行2N2+3Si→Si3N4反应烧结。反应时生成的Si3N4与SiC颗粒紧密结合而形成以Si3N4为结合相的碳化硅砖。研究发现,大多数Si3N+结合相为针状或纤维状结构,存在于SiC颗粒周围或SiC颗粒的孔隙处,Si3N4呈纵横交错的结构与SiC颗粒紧密结合,使之具有很高的常温和高温强度。

Sialon-SiC砖

在1700℃时,在Si3N4-Al4N4-Al4O6-Si3O6所构成的正方形相图中,有以Si3N4为起点向4/3(Al2O3,A1N)延伸,组成在相当大范围内变化的β-Sialon相,有以Si2N2为起点大体向X相方向延伸,组成在较小范围内变化的O-Sialon相。在Si3N4-SiC制品的生产过程中,加入适量加入物,使氧进入Si3N4晶格,生成一定数量的β-Sialon固熔体相,从而可以制造出Sialon-SiC砖。表2给出了Sialon-SiC砖的理化性能指标。

自结合SiC砖

在工业α-SiC原料中加入工业硅和碳,在高温还原气氛下发生Si(s)+C→SiC(s)的反应,生成β-SiC,与原生高温型α-SiC颗粒结合,制出自结合SiC材料,使制品具有良好的性能。表3为我国生产的SiC质耐火制品与国外的SiC质耐火制品的理化指标,与国外同类产品相比,我国生产的SiC质耐火制品各方面指标均达到了国外同类产品的水平。

炉底使用碳砖有三种型式:全部为碳砖;炉底四周和上部为碳砖,下部为粘土砖或高铝砖;炉底四周和下部为碳砖,上部为粘土砖或高铝砖,建议根据设备的工作环境和耐火砖的优缺点进行结合来保证设备的正常和稳定运行。

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