碳化硅窯輥防氧化處理新技術
碳化硅窯輥防氧化處理新技術
高溫輥道窯現常用耐熱性好的再結晶碳化硅窯輥。但該窯輥在高溫下使用時，碳化硅與氧反應，生成二氧化硅，產生體積膨脹，造成窯輥彎曲或斷損。對此曾采用在再結晶碳化硅開氣孔內浸漬金屬硅或填充鋁、硅、鋯等粉末的處理技術來提高碳化硅窯輥的防氧化性。然而這些技術不是費用高，就是易導致結構不均而出現裂紋。鑒于這些技術問題，國外推出了在再結晶碳化硅窯輥開氣孔表面浸漬含Al2O3和CaO的防氧化劑的處理技術。經這樣處理的碳化硅窯輥在氧化氣氛下燒成，開氣孔表面形成防氧化膜，防止輥氧化。但這又遇到另一技術問題，這就是該防氧化劑需在相當高的溫度下才能形成防氧化膜，而較低溫下難以形成足夠的防氧化膜層。另外，即便在高溫下燒成，形成玻璃質膜，但由于最初玻璃質結構組織形成不充分，處于高溫窯內的輥部位形成的膜堅固，而貫通窯壁內的輥部位和露置于窯外的輥兩端部位是在不能充分形成防氧化膜的溫度下運行，因此輥的這些部位防氧化效果不佳，隨著時效變化而易彎曲或斷損。據報道，國外一公司新近又發明了一種再結晶碳化硅窯輥防氧化處理技術，有效解決了上述技術問題。
該處理技術是在用Al2O3+CaO防氧化劑處理技術的基礎上發展而來，即先用含Al2O3和CaO的防氧化劑浸漬處理整根窯輥，再用含Mn和Cu的防氧化劑浸漬處理貫通窯壁內和露置于窯外的輥兩端部位。采用這樣的處理技術可使輥兩端部位與窯輥中央部位防氧化性保持一致，同樣具有良好的防氧化性。這里所用的含Mn和Cu的防氧化劑系水分散性漿料。為使該防氧化劑具有最佳防氧化效果，Mn與Cu的比率以7:3為最佳。Mn+Cu的理想濃度為0.2～3.5％（以再結晶碳化硅重量計）：Mn+Cu含量小于0.2％，不能充分形成防氧化膜，防氧化功能差；超過3.5％，在輥表面形成過剩的玻璃質膜，易與窯壁反應而粘附。
防氧化試驗：取多根再結晶碳化硅窯輥，用含有Al2O3和CaO的防氧化劑（氯化鈣：硝酸鋁＝1:1浸漬處理整根輥表面），然后用不同濃度的含Mn和Cu的防氧化劑（Mn:Cu＝7:3重量比）浸漬處理輥兩端部位，此后將處理的窯輥固定在1000℃的電爐中，在溫度為95℃的飽和水蒸氣下以100CC／分供氣速率供入氧氣，測定300小時和350小時氧化重量，觀察碳化硅氧化狀況，并用如下氧化理論式，計算試驗片的氧化增重率，以達到表示可能出現裂變的5％增重率的時間作為估定使用壽命。3/2[1-（1-a）2/3]-a=Kta-SiC→SiO2反應率K—常數t—時間18000小時壽命值為基準值，進行綜合評定。另將Mn+Cu含量固定在2.0％，變換Mn與Cu的配比，進行同樣試驗。
由以上試驗得知，高溫輥道窯因窯輥兩端部位含有Mn+Cu防氧化劑，不經受高溫的部位也能形成防氧化膜層，可有效防止這些輥部位的氧化，從而避免輥的彎曲或斷損，大幅度延長窯輥的使用壽命。
高溫輥道窯現常用耐熱性好的再結晶碳化硅窯輥。但該窯輥在高溫下使用時，碳化硅與氧反應，生成二氧化硅，產生體積膨脹，造成窯輥彎曲或斷損。對此曾采用在再結晶碳化硅開氣孔內浸漬金屬硅或填充鋁、硅、鋯等粉末的處理技術來提高碳化硅窯輥的防氧化性。然而這些技術不是費用高，就是易導致結構不均而出現裂紋。鑒于這些技術問題，國外推出了在再結晶碳化硅窯輥開氣孔表面浸漬含Al2O3和CaO的防氧化劑的處理技術。經這樣處理的碳化硅窯輥在氧化氣氛下燒成，開氣孔表面形成防氧化膜，防止輥氧化。但這又遇到另一技術問題，這就是該防氧化劑需在相當高的溫度下才能形成防氧化膜，而較低溫下難以形成足夠的防氧化膜層。另外，即便在高溫下燒成，形成玻璃質膜，但由于最初玻璃質結構組織形成不充分，處于高溫窯內的輥部位形成的膜堅固，而貫通窯壁內的輥部位和露置于窯外的輥兩端部位是在不能充分形成防氧化膜的溫度下運行，因此輥的這些部位防氧化效果不佳，隨著時效變化而易彎曲或斷損。據報道，國外一公司新近又發明了一種再結晶碳化硅窯輥防氧化處理技術，有效解決了上述技術問題。
該處理技術是在用Al2O3+CaO防氧化劑處理技術的基礎上發展而來，即先用含Al2O3和CaO的防氧化劑浸漬處理整根窯輥，再用含Mn和Cu的防氧化劑浸漬處理貫通窯壁內和露置于窯外的輥兩端部位。采用這樣的處理技術可使輥兩端部位與窯輥中央部位防氧化性保持一致，同樣具有良好的防氧化性。這里所用的含Mn和Cu的防氧化劑系水分散性漿料。為使該防氧化劑具有最佳防氧化效果，Mn與Cu的比率以7:3為最佳。Mn+Cu的理想濃度為0.2～3.5％（以再結晶碳化硅重量計）：Mn+Cu含量小于0.2％，不能充分形成防氧化膜，防氧化功能差；超過3.5％，在輥表面形成過剩的玻璃質膜，易與窯壁反應而粘附。
防氧化試驗：取多根再結晶碳化硅窯輥，用含有Al2O3和CaO的防氧化劑（氯化鈣：硝酸鋁＝1:1浸漬處理整根輥表面），然后用不同濃度的含Mn和Cu的防氧化劑（Mn:Cu＝7:3重量比）浸漬處理輥兩端部位，此后將處理的窯輥固定在1000℃的電爐中，在溫度為95℃的飽和水蒸氣下以100CC／分供氣速率供入氧氣，測定300小時和350小時氧化重量，觀察碳化硅氧化狀況，并用如下氧化理論式，計算試驗片的氧化增重率，以達到表示可能出現裂變的5％增重率的時間作為估定使用壽命。3/2[1-（1-a）2/3]-a=Kta-SiC→SiO2反應率K—常數t—時間18000小時壽命值為基準值，進行綜合評定。另將Mn+Cu含量固定在2.0％，變換Mn與Cu的配比，進行同樣試驗。
由以上試驗得知，高溫輥道窯因窯輥兩端部位含有Mn+Cu防氧化劑，不經受高溫的部位也能形成防氧化膜層，可有效防止這些輥部位的氧化，從而避免輥的彎曲或斷損，大幅度延長窯輥的使用壽命。
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