碳化硅质耐火材料.doc

碳化硅质耐火材料摘要：本文介绍了碳化硅质耐火材料的性质，发展和应用关键字：碳化硅质耐火材料，性质，发展，应用 碳化硅具有较高的耐火性能和化学稳定性, 因此被广泛应用于各种耐火材料中, 但目前我国尚无完整的不同含量碳化硅耐火材料的化学分析方法。碳化硅质耐火材料的分析项目一般有: 游离碳、二氧化硅、碳化硅、游离硅、三氧化二铁、三氧化铝。1. 游离碳 分析游离碳有3 种方法, 即燃烧重量法、气体容量法、气体重量法。燃烧重量法只适用于纯碳化硅试样, 含有机物、结晶水以及其它可挥发物性质的耐火材料不适用此法来测定; 气体容量法由于分析速度快, 精度高, 操作简便, 最为常用; 气体重量法由于测试时间长, 精度不高, 不常用, 但此法可以任意延长试样的分解时间, 同时, 二氧化碳吸收量较大, 故适用于测定碳化硅质耐火材料中含碳高的耐火材料。2.碳化硅 分析碳化硅有直接法及间接法。间接法又分为以测定碳化硅中的碳来换算和以测定碳化硅中的硅来换算两大类。间接法测硅方法对仪器要求低, 换算系数小, 但测试时间长, 操作复杂, 不易掌握, 测碳方法快速, 简便,干扰小, 适用范围宽, 但对仪器精密度要求高, 换算系数大。常用气体容量法和气体重量法及红外吸收法测碳。直接法快速简便, 但适用范围窄。3. 二氧化硅 分析二氧化硅有重量- 钼蓝光度法、挥散法、硅钼蓝比色法3 种。挥散法只适应于纯碳化硅试样, 采用硝酸、氢氟酸处理试样, 游离硅和二氧化硅发生反应, 生成四氟化硅逸出, 而碳化硅则不与氢氟酸反应, 从总量中扣除游离硅含量, 即可得二氧化硅含量。此方法理论上的准确度高, 但整个操作流程相对比较复杂, 测定周期长, 所以主要用于测碳化硅质制品中的总硅量。然后通过计算, 得出二氧化硅量。4. 游离硅 分析游离硅采用硅钼蓝比色法测定, 可分为直接法和间接法两种。直接法是采用游离硅能溶于热的氢氧化钠溶液的性质, 将其与二氧化硅及碳化硅分离, 然后采用硅钼蓝比色, 从而得其含量。间接法将游离硅及二氧化硅溶于硝酸钠、硝酸、氢氟酸混合液中, 用硅钼蓝吸光光度法测得其含量减去二氧化硅的含量换算而得。5. 三氧化二铁 采用邻二氮杂菲光度法、磺基水杨酸光度法、EDTA 容量法测定。邻二氮杂菲灵敏度高, 准确度好, 测定酸度允许范围宽。磺基水杨酸灵敏度低,对低含量铁的试样测定准确度不够。EDTA 容量法操作简便, 快速, 但对试液酸度、温度、滴定速度有严格要求, 容易偏高。6. 三氧化二铝 对于常量三氧化二铝的测定有强碱分离法、氟化物置换及铁铝连测法。强碱分离法准确度高, 但分离手续繁琐。氟化物置换法需多次煮沸, 终点也不好掌握。铁铝连测法, 简便, 快速, 准确度及精密度与上述两种方法相当。对于低含量三氧化二铝一般用铬天青S 光度法或埃铬K 青光度法。综上所述, 要测定耐火材料中碳化硅含量不同的耐火材料应选择适当的方法。 随着我国电力行业有计划、有步骤地朝着正规化、大火电方向发展,510 万千瓦机组的小火电和410t/ h ,200t/ h 煤粉炉将被淘汰和限制生产。而对节能和环保有利的循环硫化床炉、城市垃圾焚烧炉及大型(830t/ h 以上的) 煤粉炉将取而代之,迅速发展。这就对锅炉用耐火材料提出了新的要求,即要求耐火材料具有高耐磨、高强度、抗腐蚀、抗热震性好等特点,特别是要求炉衬材料在900 左右的中、低温状态下具有以上特点,传统的煤粉炉炉衬材料,如高铝、粘土砖,普通的耐火浇注料、可塑料等已不能满足其要求,所以急需开发新的耐磨耐火材料。碳化硅质耐火材料因具有其它普通耐火材料所不具备的特性,如高的热导率、低的膨胀系数、很好的耐磨性以及几乎不与熔渣反应等特性,在这一领域应用较为广泛。碳化硅质耐火材料在电站锅炉上的开发与应用在循环硫化床锅炉上的开发与应用 该材料具有很好的耐磨性、热震稳定性、体积稳定性及强度、导热性能也很好。除此而外,该材料还具有很好的使用性能,如现场配制简单,强度增长快,便于后续施工及与金属构件粘结牢固等。可用于循环硫化床锅炉的燃烧室的内衬和高温分离的入口处等。在普通锅炉上的应用与开发 碳化硅质耐火材料以其高热导、耐高温、抗热震以及几乎不与熔融渣反应等特性,也经常被用于普通煤粉炉的卫燃带。碳化硅质耐火材料在垃圾焚烧炉上的应用 垃圾焚烧炉衬用耐火材料,应具备以下几个特点: 具有1600 以上的耐火度; 高导热率;高强度,高耐磨性; 抗侵蚀性好; 抗热震性好; 低成本,高寿命。这些要求,我所研制的上述2 种碳化硅质材料均能满足。在现代的垃圾焚烧炉中,废物燃烧的热量用来产生蒸汽,这需要采用水介质热交换器来实现,鉴于热交换和耐用的目的,采用碳化硅质耐火材料的作用是显而易见的。结束语： 综上所述,在实际应用中如需要耐热震稳定性、耐结构剥落、抗渣侵蚀及高导热率等特性时,碳化硅质耐火材料应为首选。从发展趋势来看,SiC 质不定形耐火材料不仅在冶金、建材等行业有着举足轻重的地位,随着大型循环硫化床锅炉的引进及小电厂改造(逐步改造成洁净燃烧的供热锅炉和垃圾焚烧炉) 碳化硅质不定形耐火材料在电力行业上的应用也将越来越广泛。愿我们能开发出自己的、性能先进的、适应各行业发展的不定形碳化硅耐火材料。参考文献：1.孙键. 用红外碳硫分析仪测定脱氧剂中碳化硅J . 理化检验化学分册, 2001, 37 (3) : 1352。洛阳耐火材料所编著. 耐火材料化学分析M . 北京冶金出版社,19843. GB3 045- 89 碳化硅化学分析方法.4. 林炳熹. 常用耐火材料