- 高氮复合陶瓷材料具有铝制品铸造行业应用的优良特性
表1 高铝内衬砖的理化指标
| 体积密度 g/cm3 |
导热系数 w./m.k |
抗弯折度 Mpa |
抗压强度 Mpa |
烧后线变化≤ | 耐火度 | 最高使用温度 |
| 2.3-2.5 | 5.5-5.8 | ≥15.0 | ≥40.0 | 1200℃±1 | 1650℃ | 1450℃ |
表2 高氮复合陶瓷内衬砖理化指标
| 体积密度 g/cm3 |
导热系数 w./m.k |
抗弯折度 Mpa |
抗压强度 Mpa |
烧后线变化≤ | 耐火度 | 最高使用温度 |
| 3.3571 | 0.62 | 1000℃≥65.8 | 1000℃≥120 | ±0.5 | 1800℃ | 1500℃ |
高氮复合陶瓷内衬材料与高铝内衬材料相比具有优良的理化性能，内衬砖等产品具有优异的使用性能。主要表现在：
1、化学稳定性好，解决了炉内衬粘铝问题。金属铝及铝合金不仅化学活性高，而且其溶液的流动性极好，铝液在750℃时粘度仅1.04厘泊，与20℃时水的粘度（1.0厘泊）接近，这就是其易向高铝质炉衬内部渗透和发生化学反应的主要原因。在铝液同高铝质耐火材料相接触的温度下，铝液起到强还原剂的作用，高铝质耐火材料中的SIO2等氧化物会被铝液还原，铝液同高铝质内衬材料反应后产生粘铝现象，使炉衬表面结瘤、鼓包并产生沉淀物，受铝液侵渍的部分和原砖的界面易出现裂纹，停炉时还会引起剥落。本公司研制和生产的高氮复合陶瓷材料内衬砖，由于密度和耐火度的提高，化学稳定性好，具有不沾铝、抗铝液侵蚀、防渗透、抗氧化等特点，解决了炉内壁沾铝问题。进而解决了炉渣量大、长时间挂渣使炉温度升高，炉顶挂渣后使炉顶脱落等由此产生的一系列问题，起到了节能节材降耗，延长炉子使用寿命的明显成效。
2、抗冲刷性能好，炉衬磨损小。熔炼或浇包在运行使用过程中，由于炉内金属液不停地翻腾和搅拌，对炉衬不停的冲刷和磨损，所以一般高铝质内衬材料受到的冲刷和磨损相当严重，高氮复合材料内衬砖，由于它不粘铝，高温强度越大的，炉衬磨损极小。
3、体积密度高，体积稳定性好。作为熔炼炉或浇包用内衬材料，都希望获得较高的质密度和体积稳定性，高氮复合陶瓷内衬砖的体积密度比高铝质内衬材料体积密度高34%—46%。体积密度越高，炉内成型体内部气孔的含量越少；材料的体积密度稳定性越好，烧结和使用过程中产生裂纹的可能性越小，抗渗透力愈强。
4、抗氧化，不结瘤。 一般高铝材料，易于被氧化，也由于熔融物表面或内部存在的杂质（例如Al2O3）而形成炉瘤。金属瘤体本身质密、坚韧，难清除，会降低炉容量，而高氮复合陶瓷砖因不沾铝、抗氧化的特性，解决炉内结瘤问题，起到了节能节材降耗显著成效。
5、不浸润和防渗透，耐急冷和耐急热，避免了裂纹的产生。一般高铝质耐火材料的热膨胀系数较高，热稳定性差，极易产生裂纹。裂纹的大小和裂纹扩展速度是决定炉子寿命的关键因素之一，而裂纹扩展与金属液体对所接触材料的浸润和渗透能力大小有关，特别是熔炼炉和浇包，因为其作业方式为“加料—熔化—出炉”过程的不断循环，炉衬材料反复受到热冲击。而高氮复合陶瓷内衬砖的热膨胀系数在800摄氏度时为0.154*10-6℃，具有较好的热稳定性以及与铝液不相浸润和不渗透的特点，因而避免了炸裂和裂纹的产生，进而大大延长了炉子的使用寿命。
- 高氮复合陶瓷在车轮铸造中应用的比较优势
1、高氮复合陶瓷保温炉和铝液转运包。其特点：（1）保温性能好，在常温下炉体外表温度为50℃-60℃，能耗显著降低，车间工作环境温度降低后，大大善了工人操作工作条件；（2）结渣率低，结渣率低于同类产品30%左右。因挂渣少、不粘铝、易清理，（每月只清渣一次），减少对炉壁的冲击，降低了工人的劳动强度，提高了炉包的使用寿命；（3）烘炉时间短，烘炉时间从原来的15天降到7天；（4）除氢时间短。由原来的15分钟减少到8-10分钟；（5）排潮时间短，相比缩短3-5天。由于上述优点，使得其与同类产品相比具有如下竞争优势：（1）节能环保，能耗低，能耗率降低15%；（2）改善了工人的作业环境，大大提高了劳动生产率，显著地降低了铝制品的生产成本。
2、高氮复合陶瓷浇口杯和浇口套。现有的浇口杯和浇口套是由金属制作而成，其存在如下缺点：（1）易发生高温腐蚀磨损，使用寿命短（5个班次）；（2）导热快，易堵冒口，造成产品结渣，废品率（合格率为55~70%）；（3）造成铝制品含铁量高，品质下降；（4）铸件凝固后浇口冒不易拔出，易使铸件变形，浇口变细，影响产品的变形和补缩，降低铸件质量稳定性。与之相比，高氮复合陶瓷浇口套具有如下优势：（1）不易腐蚀，使用寿命长延长40%-80%，达7-9个班次；（2）减少模具更换频次，提高模具在机班次，班产率高；（3）热稳定性好，不易产生堵冒口现象，成品率高，产品质量好；（4）不掉渣，不污染铝液，铝制品品质高。因此后者比前者在生产效率、产品成本和质量等方面具有明显优势。
3、高氮复合陶瓷双层过滤片吸液管。该产品用于保温炉内过滤铝液。现有的产品大部分为氧化铝等高铝质材料制成。存在沾铝、结渣等缺点，易堵塞管内通道。与之相比，高氮复合陶瓷双层过滤片吸液管具有如下优势：（1）过滤性能好，因其具有不沾铝、不结榴、无沉淀，不污染铝液等特点；（2）滤网流平性好，不易堵塞，使用寿命可提高30%以上；（3）连续工作率高，连续工作时间可提高10倍以上；（4）班产成品率高，可提高10%以上。因此，在改善铝液过滤质量，降低铝制品生产成本和提高铝制品生产效率等方面具有明显优势。
本公司自主研制和生产的上述系列产品已经广泛应用在中信戴卡集团、河北立中集团、浙江万丰奥特集团、美铝渤海铝业、上海明岐集团、浙江今飞集团、美国中旺铝业、山东信发铝业、山东盟威等70余家国内外铝制品生产企业。由此实现了对中国已经应用了20多年的铝车轮铸造工艺的升级改造，提高了汽车轮毂生产等企业的效率和成品率，节能节材降耗效果显著，为提高车轮制造企业的经济效益起到了较大作用。
目前公司生产的高氮复合陶瓷材料及其制品在市场上的认知度迅速提升，客户群体快速壮大,为满足市场不断增长的用户需求,公司将开发出与铝业产品生产配套的多种升级换代新产品，并进一步拓展应用领域。经过两年的企业经营实践和市场开发,我们深刻认识到高氮复合陶瓷材料的应用具有广阔的发展空间，市场容量巨大，呈现出良好的企业发展前景。我们将以市场需求为导向，通过科技创新和产品创新，为车轮铸造行业的发展做出我们应有的贡献。
