Карборундовые огнеупоры
Карборундом называется карбид кремния SiC. Этот минерал, обладающий большой твердостью и ценными огнеупорными свойствами, является искусственным минералом и в природе не встречается.
Карборунд синтезируют электрическим нагревом смеси кремнезема SiO2 и углерода в условиях высоких температур (2000–2500°С). Практически это достигается пропусканием через шихту электрического тока большой силы. Электропроводность обусловлена наличием частиц углерода. Высокотемпературная зона образуется внутри массы шихты, в которую для ускорения процесса вводят добавки (опилки, хлористый натрий и др.). Образование карборунда происходит по реакциям
Si + С = SiC.
Полученный карборунд размалывают специальными мельницами.
Измельченный материал определенного гранулометрического состава смешивают со связкой, формуют и подвергают обжигу в восстановительной среде.
Как видно из сказанного, высокая стоимость карборунда обусловлена затратой электроэнергии, так как сырье весьма дешево и доступно: на производство 1т карборунда в современных электропечах тратится приблизительно 8000 кВт•ч электроэнергии.
Основными ценными свойствами таких огнеупорных изделий являются высокая огнеупорность, теплопроводность, термическая стойкость, прочность и шлакоустойчивость. Недостаток карборундовых изделий в их окисляемости. Хотя она значительно ниже чем у углеродистых, все же это не позволяет эксплуатировать изделия в окислительной среде при температуре выше 1100–1200°С. Процесс окисления идет до образования SiO2 и СО2 по реакции
Образующаяся пленка SiO2 замедляет дальнейшее окисление SiC.
В нейтральной или восстановительной среде карборунд остается стойким до весьма высоких температур.
При производстве карборунда часть его получается в амфорном состоянии. Амфорный карборунд используют так же как огнеупорный материал.
Карборундовые массы обычно мало пластичны, и формовка их осуществляется прессованием при высоких давлениях или пневматическим трамбованием
По виду связки карборундовые изделия делят на следующие: карбофраксовые, рефраксовые и изделия на нитридной связке или ниафраксовые.
