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炼钢常用脱氧剂碳化硅的合成及应用环境

日期:2019-09-23 19:21

  碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高▷•●温冶炼而成。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途。

  低品级碳化硅(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳◇…=▲棒。

  碳化硅有两种晶形:β-碳化硅类似闪锌矿结构的等轴晶系;α-碳化硅则为晶体排列致密的六方晶系。β-碳化硅约在2100℃转变为碳化硅。

  采用混料机混料,控制水分为2%~3%,混合后料容重为1.4~1.6g/cm3。装料顺序是在炉底先铺上一层未反应料,然后添加新配料到一定高度(约炉芯到炉底的二分之一),在其上面铺一层非晶形料,然后继续加配料至炉芯水平。

  炉芯放在配料制成的底盘上,中间略凸起以适应在炉役过程中出现的塌陷。炉芯上部铺放混好的▽•●◆配料,同时也放非晶质料或生产未反应料,炉子装好后形成中间高、两边低(与炉墙平)。

  炉子装好后即可通电合成,以电流电压强度来控制反应过程。当炉温升到1500℃时,开始生成β-SiC,从2100℃开始转化成α-SiC,2400℃全部转化成α-SiC。合成时间为26~36h,冷却24h后可以浇水冷却,出炉后分层、分级拣选。破碎后用硫酸酸洗,除掉合成料◇=△▲中的铁、铝、钙、镁等杂质。

  采用高纯度金属硅粉和高纯度碳粉(石墨粉)、在真空或保护•□▼◁▼气氛下加热合成。在1150~1250℃元素硅(Si)与碳(C)反应生成β-SiC,具有非晶态结构,到1350℃开始有β-Si△▪▲□△C结晶。在2000℃生成β-SiC结晶。高于2000℃可生成α-SiC。

  用四氯化硅(SiCl4)和碳氢化物(甲苯)反应,在1200~1800℃是生成SiC的最合适的温度。用化学计量比Si:C=1:1的硅有机化合物,甲基三氯硅烷热解可制取SiC。在1400~1900℃生成无色的SiC单晶体。

  用这种方法可以生产出高纯的半导体、单晶体SiC,可在难熔金属或其他化合物及石墨制品上制取致密的保护层。还可制取SiC高强度晶须及纤☆△◆▲■维。

  (2)密度:以46号粒度为代表号绿碳化硅不小于3.18g/cm3;黑碳化硅不小于3.12g/cm3;

  (3)粒度组成:应符合GB/T2477-1981《磨料粒度及其组成》的规定;

  (1)炼铁。在炼铁高炉的炉缸、炉腹、炉腰及风口区使用碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖或石墨碳化硅砖。在高炉风口上使用氮化硅结合的碳化硅套砖。在鱼雷罐和混铁炉的炉衬上,以及铁沟料、出铁口用的炮泥中使用含碳化硅的Al2O3-SiC-C复合砖和不定形材料。

  (2)炼钢。在炼▲●…△钢方面,用碳化硅制成钢水测温套管,用含碳化硅的不烧砖做盛钢桶内衬,在连铸用长水口砖和整体塞棒上使用含碳化硅质的Al2O3-SiC-C砖。

  (3)轧钢。在轧钢★-●=•▽加热炉上用刚玉碳化硅滑轨砖、非金属陶瓷换热器,在铁鱗还原炉上用碳化硅质马弗罩等。

  (1)炼铜。在炼铜方面,在电解铜熔化竖炉的烧嘴区等易损部位使用碳化硅砖。

  (2)◆◁•炼铝。在炼铝方面,炼铝反射炉内衬、炉底、液面下侧▪•★墙用碳化硅砖或氮化硅、赛隆结合的碳化硅砖。炼铝的电解槽、流铝槽、出铝口、铸铝模都使用碳□◁化硅砖。

  (3)炼锌。在炼锌方面,炼锌竖罐蒸馏炉、冷凝器及转子等热工设备使用碳化硅炉衬。电热蒸馏炉、电极孔、锌蒸气循环管及通道,冷凝器及转子等部位也使用碳化▲=○▼硅砖。锌精馏炉的塔盘也使用碳化硅◆●△▼●制品。

  (4)炼镁炉。炼镁炉的炉衬、有色金属◆▼冶炼用的坩埚,使用碳化硅质耐火材料。

  (1)▪◇•■★▼▲□◁在陶瓷方面,用于生产日用•●陶瓷、建筑陶瓷、美术陶瓷、电子陶瓷等的隧道窑、梭式窑、罩式窑、倒焰窑等各种窑炉的碳化硅棚板、水平支柱、匣钵等。在隔焰窑上用碳化硅板做隔焰板、炉底等。在电炉上可做电炉衬套和马弗套。

  (3)在玻璃工业上,用碳化硅砖砌筑罐式窑和槽式窑蓄热室的高温部位,玻璃退火炉和高压锅炉,以及垃圾焚烧炉燃烧室的内衬。

  以硫酸分解食盐制造HCl和Na2S04时用碳化硅材料制造马弗套、制造硫酸用碳化硅雾化喷嘴、溢流槽。用氮化硅结合碳化硅材料制造即送泵零件、在催裂化装置用碳化硅做高温蒸气喷嘴,在纸浆生产中做分离亚硫酸盐蒸压釜△▪▲□△内衬。用碳化硅制品做石油化工和热电厂各种锅炉的旋风除尘器的内衬。

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