(1) Ladrillos de carburo de silicio unidos con arxila-
Os ladrillos de carburo de silicio ligados con arxila-son produtos refractarios cocidos feitos principalmente de carburo de silicio coa arxila que serve como axente de unión. Caracterizados pola alta condutividade térmica, un baixo coeficiente de expansión térmica e unha excelente resistencia ao choque térmico e ao desgaste, representan o tipo máis antigo de ladrillo a base de carburo de silicio-desenvolvido.
Estes ladrillos utilizan carburo de silicio negro como materia prima, cunha composición química de: SiC 98,0%, C libre 0,5%, Fe 0,2% e SiO₂ libre 0,6%. A arxila branda con boas propiedades de unión e o licor residual de pulpa serven como aglutinantes. Aínda que se utilizaron proporcións históricamente altas de arxila de unión (normalmente 10%-15%), a práctica actual favorece unha combinación de 3% de arxila e 5% de licor residual de pasta. Os ladrillos con menor contido de arxila presentan unha condutividade térmica de tres a catro veces maior que os de maior contido de arxila, así como temperaturas de reblandecemento e resistencia á escoria superiores-. O proceso de fabricación de ladrillos cun contido de arxila do 3% implica a mestura de partículas de SiC grosas, medias e finas para acadar a máxima densidade aparente. Despois dunha mestura seca completa, engádese a arxila; despois de outros 3 minutos de mestura en seco, introdúcese un 4% de licor residual de pulpa (densidade 1,26-1,28 g/cm³) para a mestura húmida. O contido de humidade da mestura é de aproximadamente 1,5%. Despois dun período de envellecemento de 12-horas, a mestura pásase por unha peneira de 4 mm e fórmase cunha prensa de ladrillos. A densidade aparente dos ladrillos verdes varía de 2,5 a 2,7 g/cm³. Os ladrillos sécanse ao aire durante 2-4 días e despois cómense nun forno túnel a 1400 graos.
Estes produtos utilízanse para mobles de fornos cerámicos (como bateas, soportes e saggers), tapas de fornos de mufla, revestimentos para fornos de refino de aluminio, retortas de destilación para fornos de destilación de cinc e refrixeradores para fornos rotativos de cemento.
(2) Ladrillos de carburo de silicio unidos con nitruro de silicio-
Os ladrillos de carburo de silicio unidos-nitruro de silicio son produtos refractarios fabricados a partir de po de SiC e Si mediante un proceso de nitruración e cocción. Caracterízanse por unha fase de enlace de nitruro de silicio (Si3N4). O Si3N4 existe como cristais aciculares (como agulla-) ou fibrosos entre os grans de carburo de silicio (SiC), o que fai deste un tipo importante de material refractario avanzado.
Utilizando o principio de sinterización de reacción, os corpos verdes de SiC que conteñen po de silicio son sinterizados mediante unha reacción de nitruración; o proceso de cocción ten lugar nun forno selado con atmosfera de nitróxeno, o que permite un control preciso. A temperatura, a presión e a atmosfera do forno están estrictamente reguladas. Os parámetros clave do proceso inclúen: presión do gas de nitruración de 0,02-0,04 MPa, contido de osíxeno da atmosfera do forno por debaixo do 0,01% e unha temperatura de nitruración final de 1350-1450 graos; o tempo total de nitruración varía dependendo da forma e tamaño do produto.
Os ladrillos de carburo de silicio unidos con nitruro de silicio-presentan unha excelente resistencia á erosión dos álcalis, resistencia á humectación pola criolita fundida, resistencia á oxidación, resistencia ao desgaste, alta condutividade térmica, resistencia ao choque térmico e condutividade eléctrica extremadamente baixa.
Estes ladrillos utilízanse principalmente como revestimento para o eixe inferior dos altos fornos, ofrecendo unha vida útil máis do dobre que os refractarios tradicionais. Ademais, serven como revestimento para células de redución de aluminio e como mobles de fornos cerámicos-ofrecendo beneficios como aforro enerxético, prolongación da vida útil e protección do medio ambiente-e tamén se utilizan como ladrillos de manga para as tobas de altos fornos refrixeradas por auga-.
(3) Produtos de carburo de silicio recristalizados
Os produtos de carburo de silicio recristalizados son materiais refractarios feitos de materias primas de carburo de silicio, caracterizados pola unión directa entre os grans de carburo de silicio. Distínguense pola ausencia dunha fase secundaria, formada enteiramente por 100 % -SiC. A composición química das materias primas utilizadas para a fabricación de carburo de silicio recristalizado é a seguinte: SiC 99,5 %, C libre 0,2 %, Fe 0,08 % e SiO2 0.08 libre.
Os produtos de carburo de silicio recristalizados utilízanse principalmente como mobles de fornos, que ofrecen vantaxes como aforro enerxético, aumento do volume efectivo do forno, ciclos de cocción reducidos, mellora da eficiencia de produción e altos retornos económicos. Tamén se usan para boquillas de queimadores, tubos de calefacción radiante de cerámica e tubos de protección de compoñentes (particularmente en fornos atmosféricos).