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發(fā)布時(shí)間:2021-06-19 10:29  
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在煉鋼過程中,爐襯耐火磚受到侵蝕后,磚的脫碳層和反應(yīng)層發(fā)生結(jié)構(gòu)變化引起松弛。受熔融鋼水、爐渣、爐氣以及兌入鐵水和加入散料、廢鋼時(shí)的機(jī)械沖刷,使得碳化硅脫落并卷入鋼溶液中,形成非金屬夾雜。鋼材中的非金屬夾雜物與鋼材本身的性能有很大差別。從力學(xué)角度分析,非金屬夾雜物的存在部位是鋼材的應(yīng)力集中點(diǎn),對鋼材的強(qiáng)度、剛度以及持久力等力學(xué)性能都有很大影響。因此,非金屬夾雜是影響鋼材質(zhì)量的嚴(yán)重缺陷之一。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個(gè)常用的基本品種,都屬α-SiC。
構(gòu)成碳化硅的一些元素,直接溶解到鋼水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金屬元素增加。在一定條件下,鋼水中非金屬元素之間相互反應(yīng)生成非金屬夾雜物。同理也會(huì)對鋼水及鋼材質(zhì)量造成不利影響。

目前廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐、連鑄、爐外精煉以及鋼包中的碳化硅,是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一類較為新型的堿性碳化硅——碳復(fù)合碳化硅。碳復(fù)合碳化硅中一般含有3%~30%的碳。在煉鋼過程中,碳的氧化反應(yīng)是冶煉過程的重要反應(yīng)。把鋼水中的含碳量氧化降低到所煉鋼號(hào)的規(guī)格內(nèi),是煉鋼的重要任務(wù)之一。它主要是用于研磨玻璃、陶瓷、石材等非金屬材料、鑄鐵及某些非鐵金屬,它與這些材料之間的反應(yīng)性很弱。
而碳化硅的脫碳會(huì)造成鋼水中碳的含量增加改變鋼的組成,尤其在冶煉純凈鋼、超純凈鋼時(shí),碳化硅的脫碳會(huì)對鋼水及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。碳化硅的脫碳機(jī)理為:當(dāng)冶煉進(jìn)行的一定程度后,鋼與碳化硅之間存在一定的液相隔離層。反應(yīng)物在碳化硅表面形成一個(gè)固相產(chǎn)物層,碳化硅中的組成元素穿過該層擴(kuò)散到鋼水中。碳化硅半導(dǎo)體能應(yīng)對“極端環(huán)境”,據(jù)稱,碳化硅晶片甚至可以經(jīng)受住金星或太陽附近的熱度。

碳化硅對熔池中鋼水的脫硫原理為:進(jìn)入碳化硅液相隔離層中的硫離子通過液相向碳化硅內(nèi)擴(kuò)散,與碳化硅中的[CaO]顆粒反應(yīng),在[CaO]顆粒表面生成CaS層。
近年來,由于工業(yè)以及航空航天工業(yè)的飛速發(fā)展,對鋼材的需求愈來愈高。在冶煉純凈鋼等鋼材時(shí)就必須高度重視和深入研究碳化硅與熔池中鋼水之間的反應(yīng)對鋼質(zhì)量造成的影響。同時(shí)也為研發(fā)能夠?qū)︿撍鸬絻艋饔玫男滦吞蓟杼峁┮罁?jù)。
隨著我國大型預(yù)分解水泥窯相關(guān)技術(shù)及配套設(shè)備的快速發(fā)展和日趨完善,我國水泥行業(yè)整體技術(shù)水平已經(jīng)接近或達(dá)到成熟,但我國碳化硅的整體使用壽命與國外技術(shù)相比還有一定差距,究其原因除了碳化硅生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)水平外,還與碳化硅整體施工水準(zhǔn),及人們對施工質(zhì)量的重視程度有較大關(guān)系。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。

碳化硅就在我們身邊隨處應(yīng)用著,只是我們不曾發(fā)覺而已。由于碳化硅的一些特別的功能,被廣泛的應(yīng)用。碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;另一方面可用于有色金屬冶煉工業(yè)的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電解槽、銅熔化爐內(nèi)襯、熱電偶保護(hù)管等。用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強(qiáng)度高,節(jié)能效果好。純碳化硅是無色透明的晶體。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色。