碳化硅窑辊防氧化处理新技术

    高温辊道窑现常用耐热性好的再结晶碳化硅窑辊。但该窑辊在高温下使用时，碳化硅与氧反应，生成二氧化硅，产生体积膨胀，造成窑辊弯曲或断损。对此曾采用在再结晶碳化硅开气孔内浸渍金属硅或填充铝、硅、锆等粉末的处理技术来提高碳化硅窑辊的防氧化性。然而这些技术不是费用高，就是易导致结构不均而出现裂纹。鉴于这些技术问题，国外推出了在再结晶碳化硅窑辊开气孔表面浸渍含Al2O3和CaO的防氧化剂的处理技术。经这样处理的碳化硅窑辊在氧化气氛下烧成，开气孔表面形成防氧化膜，防止辊氧化。但这又遇到另一技术问题，这就是该防氧化剂需在相当高的温度下才能形成防氧化膜，而较低温下难以形成足够的防氧化膜层。另外，即便在高温下烧成，形成玻璃质膜，但由于最初玻璃质结构组织形成不充分，处于高温窑内的辊部位形成的膜坚固，而贯通窑壁内的辊部位和露置于窑外的辊两端部位是在不能充分形成防氧化膜的温度下运行，因此辊的这些部位防氧化效果不佳，随着时效变化而易弯曲或断损。据报道，国外一公司新近又发明了一种再结晶碳化硅窑辊防氧化处理技术，有效解决了上述技术问题。
　　该处理技术是在用Al2O3+CaO防氧化剂处理技术的基础上发展而来，即先用含Al2O3和CaO的防氧化剂浸渍处理整根窑辊，再用含Mn和Cu的防氧化剂浸渍处理贯通窑壁内和露置于窑外的辊两端部位。采用这样的处理技术可使辊两端部位与窑辊中央部位防氧化性保持一致，同样具有良好的防氧化性。这里所用的含Mn和Cu的防氧化剂系水分散性浆料。为使该防氧化剂具有最佳防氧化效果，Mn与Cu的比率以7:3为最佳。Mn+Cu的理想浓度为0.2～3.5％（以再结晶碳化硅重量计）：Mn+Cu含量小于0.2％，不能充分形成防氧化膜，防氧化功能差；超过3.5％，在辊表面形成过剩的玻璃质膜，易与窑壁反应而粘附。 　
　　防氧化试验：取多根再结晶碳化硅窑辊，用含有Al2O3和CaO的防氧化剂（氯化钙：硝酸铝＝1:1浸渍处理整根辊表面），然后用不同浓度的含Mn和Cu的防氧化剂（Mn:Cu＝7:3重量比）浸渍处理辊两端部位，此后将处理的窑辊固定在1000℃的电炉中，在温度为95℃的饱和水蒸气下以100CC／分供气速率供入氧气，测定300小时和350小时氧化重量，观察碳化硅氧化状况，并用如下氧化理论式，计算试验片的氧化增重率，以达到表示可能出现裂变的5％增重率的时间作为估定使用寿命。3/2[1-（1-a）2/3]-a=Kta-SiC→SiO2反应率K—常数t—时间18000小时寿命值为基准值，进行综合评定。另将Mn+Cu含量固定在2.0％，变换Mn与Cu的配比，进行同样试验。 　　
　　由以上试验得知，高温辊道窑因窑辊两端部位含有Mn+Cu防氧化剂，不经受高温的部位也能形成防氧化膜层，可有效防止这些辊部位的氧化，从而避免辊的弯曲或断损，大幅度延长窑辊的使用寿命。

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