【图文报告】关于碳化硅的生产、工艺及应用情况报告

碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。碳化硅质耐火材料是指以工业SiC为原料经烧制而成一种以SiC为主要成分的高级耐火材料。它具有常温和高温强度高、热导率大、线膨胀系数小、抗热震性好、高温耐磨性优良、抗化学侵蚀性强等一系列优异性能，目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm²。已广泛的用于钢铁、有色冶金、化学、电力、陶瓷和航空航天等工业领域。

中国有碳化硅冶炼企业200多家，年生产能力220多万吨(其中：绿碳化硅块120多万吨，黑碳化硅块约100万吨)。冶炼变压器功率大多为6300～12500kVA，最大冶炼变压器为32000kVA。加工制砂、微粉生产企业300多家，年生产能力200多万吨。2012年，中国碳化硅产能利用率不足45%。约三分之一的冶炼企业有加工制砂微粉生产线。碳化硅加工制砂微粉生产企业主要分布在河南、山东、江苏、吉林、黑龙江等省。

碳化硅在耐火材料行业的应用

高级耐火材料黑碳化硅微粉(也就是一级碳化硅)。这种牌号的化学成分要求与磨料用黑色碳化硅完全相同，主要用以制造高级碳化硅制品，如重结晶碳化硅制品、燃气轮机构件、喷嘴、氮化硅结合碳化硅制件、高炉高温区衬材、高温窑炉构件、高温窑装窑支承件、耐火匣钵等，因为等级含量高，因此所生产出来的产品使用价值也会更高些。

二级耐火材料黑碳化硅微粉(二级碳化硅)，含碳化硅大于90%。主要用于制造耐中等高温的窑炉构件，如马弗炉炉衬材料等。这些构件除利用碳化硅的耐热性、导热性外，在很多场合还兼用它的化学稳定性，从而可以更好的、更进一步的促进材料的发展。

低品位耐火材料黑碳化硅微粉(三级碳化硅)，其碳化硅含量要求大于83%，主要用于出铁槽、铁水包，炼锌业和海绵铁制造业等的内衬。

碳化硅的合成及性能

最早用于制备SiC粉体的方法是碳热还原法，习惯上也称艾奇逊(Acheson)法。由于碳热还原法的原料成本较低，因此逐渐发展成为工业生产中最常用的方法。早期的碳热还原法由于反应温度高，反应时间长，因此得到的颗粒尺寸较大，无法用于制备SiC超细粉。随着耐火材料及其他应用工业的发展，对SiC粉体日益苛刻的性能要求，在对原有的碳热还原工艺进行改进，降低反应温度和保温时长的同时，又开发了一系列制备SiC超细粉的新工艺，如燃烧合成法、溶胶-凝胶法、高温等离子体法、化学气相沉积法等。这些方法虽然种类繁多，但根据初始原料的状态可以简单地分为固相法、液相法和气相法三类。

 碳化硅的性能

采用碳化硅生产的耐火材料产品的应用领域