高铝碳化硅砖简介

高铝碳化硅砖(high alumina silicon carbidebrick)是指以高铝钒土料和碳化硅为主要原料制成的耐火制品 。

具有较高的耐火度和较好的导热性能，还具有较高的高温强度和抗热震性。高铝碳化硅砖的理化性能(举例)如下：Al₂O₃ 70.88%，SiCl 0.78%，显气孔率20.4%，体积密度3.3g/cm³，常温耐压强度54.3MPa，荷重软化开始温度1640℃，耐火度大于1770℃ 。

通常采用一级高铝矾土熟料颗粒料60%，一级高铝矾土熟料细粉15%，结合粘土细粉10%，碳化硅细粉15%，以磷酸铝或亚硫酸纸浆废液为结合剂。按一定比例和加料顺序在湿碾机中充分混练均匀、用摩擦压砖机成型。坯体干燥至残余水分小于0.5%以后，于1350~1400℃保温6~8h烧成所用原料中的杂质含量要尽量少，尤其是Fe₂O₃对制品的高温性能影响较大。要求碳化硅中SiC大于93%。制品中的SiC含量高时，其抗热震性提高，但耐压强度降低抗渣性能也变差。因面在高铝碳化硅砖的生产中，碳化硅细粉的加入量通常控制在30%以下，大多数加入15%左右结合粘土细粉的加入量在20%以下，否则会更多地降低制品的耐高温性能。

为使制品基质部分的化学组成更均匀和易于烧结，最好将铝矾土熟料、结合粘土和碳化硅原料共同细粉碎并磨至所要求的细度，制成混合细粉，再进行制砖 。

可用作钢丝淬火加热炉内衬和轧钢加热炉刚玉碳化硅滑轨砖的支撑材料。还可用作陶瓷烧成用窑具 。

以碳化硅为主要原料制成的耐火制品。碳化硅含量72%～99%。一般选用黑色碳化硅(SiC含量96%以上)作原料，加入结合剂(或不加结合剂)，经配料、混合、成型及烧成等工序制得。主晶相为碳化硅。主要品种有氧化物结合碳化硅砖、碳结合碳化硅砖、氮化物结合碳化硅砖、自结合碳化硅砖、再结晶碳化硅砖和半碳化硅砖等。具有耐磨、耐侵蚀性好，高温强度大，热震稳定性好，导热率高，热膨张系数小等特性，属高性能耐火材料。

(1)黏土结合碳化硅砖

黏土结合碳化硅砖是以碳化硅为主要原料，以黏土为结合剂烧成的耐火制品。其特征是热导率高、热膨胀系数小、抗热震性和耐磨性好，是碳化硅系砖中最早开发出来的一种。

黏土结合碳化硅砖用黑色碳化硅为原料，其化学成分：SiC 98.0%，游离C 0.5%，Fe 0.2%，游离SiO₂ 0.6%，用结合性能良好的软质黏土、纸浆废液作结合剂。以往用的结合黏土比例较大，一般为10%～15%，现多用3%的黏土和5%的纸浆废液。黏土加入量少的碳化硅砖热导率比多黏土结合的碳化硅砖要高3～4倍，荷重软化温度和抗渣性也较高。结合黏土为3%的黏土结合碳化硅砖的制造工艺是，将粗、中、细SiC按可以获得最大堆积密度的颗粒级配进行配制。先干混均匀后再加入黏土，干混3min后加入纸浆废液(密度1.26～1.289/cm³)4%，进行混练。泥料水分约1.5%，困料12h后，泥料过4mm筛网，用压砖机成型。砖坯体积密度2.5～2.79/cm³。在自然干燥条件下干燥2～4天，在隧道窑内烧成，烧成温度1400℃。

该制品用做陶瓷窑窑具(棚板、支架、匣钵等)，马弗炉用马弗罩，铝精炼炉用炉衬砖，锌蒸馏炉用蒸馏罐、水泥回转窑冷却器等。

(2)氮化硅结合碳化硅砖

氮化硅结合碳化硅砖是用SiC和Si粉为原料，经氮化烧成的耐火制品。其特点是以Si₃N₄为结合相。Si₃N₄以针状或纤维状结晶存在于SiC晶粒之间，是一种重要的新型耐火材料。

利用反应烧结原理，以氮化反应使含硅粉的SiC坯体烧结，烧成过程在通入氮气、容易控制的密闭炉内完成。炉内温度、压力、气氛均要严格控制。主要工艺参数：氮化气体压力0.02～0.04MPa，炉内气氛含O₂量小于0.01%，最终氮化温度1350～1450℃，氮化总时间随制品形状、尺寸不同而异。

氮化硅结合碳化硅砖具有良好的耐碱侵蚀性、抗熔融冰晶石润湿性、抗氧化性、耐磨性、高导热性、抗热震性和极低的电导率。

氮化硅结合碳化硅砖主要用做高炉下部炉身内衬，比使用传统耐火材料寿命提高1倍以上，此外，可用做铝还原电解槽内衬、陶瓷窑具，有节能、提高寿命、不污染环境等优点，还可用做高炉风口水冷管套砖。

(3)重结晶碳化硅制品

重结晶(再结晶)碳化硅制品是以碳化硅为原料制成的碳化硅与碳化硅直接结合的耐火制品。其特点是无第二相存在，由100%α-SiC构成。制造重结晶碳化硅所用原料的化学组成如下：SiC 99.5%，游离C 0.2%，Fe 0.08%，游离SiO₂ 0.08%。

重结晶碳化硅制品主要用做窑具，有节能、增加窑的有效容积、缩短烧成周期、提高窑的生产效率、经济效益高等优点，还可用做烧嘴喷嘴头、陶瓷辐射加热管、元件保护管(特别是用于气氛炉)等。