綏中伊菲人工晶體科技有限公司是從事高性能結構陶瓷和高性能功能陶瓷等無機非金屬材料及其制品的研發和生產的高新技術企業。公司主要從事高氮復合陶瓷材料的應用研究、系列產品開發和生產經營,具有完整的高氮復合陶瓷材料生產工藝和配套的生產線。目前自主研發并具有知識產權的高氮復合陶瓷澆口套系列產品包括：澆口杯、澆口套、吸液管、除氣桿、陶瓷內襯磚、保溫爐內襯磚等和藉此材料形成的鋁水轉運澆包、高壓保溫爐和低壓保溫爐等400多個型號的系列產品?，F就高氮復合陶瓷在車輪鑄造中的應用情況介紹如下。
表1 高鋁內襯磚的理化指標
表2 高氮復合陶瓷內襯磚理化指標
注：該指標經國家建筑材料工業陶瓷產品質量監督檢測中心檢測
高氮復合陶瓷內襯材料與高鋁內襯材料相比具有優良的理化性能，內襯磚等產品具有優異的使用性能。主要表現在：
1、化學穩定性好，解決了爐內襯粘鋁問題。金屬鋁及鋁合金不僅化學活性高，而且其溶液的流動性極好，鋁液在750℃時粘度僅1.04厘泊，與20℃時水的粘度（1.0厘泊）接近，這就是其易向高鋁質爐襯內部滲透和發生化學反應的主要原因。在鋁液同高鋁質耐火材料相接觸的溫度下，鋁液起到強還原劑的作用，高鋁質耐火材料中的SIO2等氧化物會被鋁液還原，鋁液同高鋁質內襯材料反應后產生粘鋁現象，使爐襯表面結瘤、鼓包并產生沉淀物，受鋁液侵漬的部分和原磚的界面易出現裂紋，停爐時還會引起剝落。本公司研制和生產的高氮復合陶瓷材料內襯磚，由于密度和耐火度的提高，化學穩定性好，具有不沾鋁、抗鋁液侵蝕、防滲透、抗氧化等特點，解決了爐內壁沾鋁問題。進而解決了爐渣量大、長時間掛渣使爐溫度升高，爐頂掛渣后使爐頂脫落等由此產生的一系列問題，起到了節能節材降耗，延長爐子使用壽命的明顯成效。
2、抗沖刷性能好，爐襯磨損小。熔煉或澆包在運行使用過程中，由于爐內金屬液不停地翻騰和攪拌，對爐襯不停的沖刷和磨損，所以一般高鋁質內襯材料受到的沖刷和磨損相當嚴重，高氮復合材料內襯磚，由于它不粘鋁，高溫強度越大的，爐襯磨損極小。
3、體積密度高，體積穩定性好。作為熔煉爐或澆包用內襯材料，都希望獲得較高的質密度和體積穩定性，高氮復合陶瓷內襯磚的體積密度比高鋁質內襯材料體積密度高34%—46%。體積密度越高，爐內成型體內部氣孔的含量越少；材料的體積密度穩定性越好，燒結和使用過程中產生裂紋的可能性越小，抗滲透力愈強。
4、抗氧化，不結瘤。 一般高鋁材料，易于被氧化，也由于熔融物表面或內部存在的雜質（例如Al2O3）而形成爐瘤。金屬瘤體本身質密、堅韌，難清除，會降低爐容量，而高氮復合陶瓷磚因不沾鋁、抗氧化的特性，解決爐內結瘤問題，起到了節能節材降耗顯著成效。
5、不浸潤和防滲透，耐急冷和耐急熱，避免了裂紋的產生。一般高鋁質耐火材料的熱膨脹系數較高，熱穩定性差，極易產生裂紋。裂紋的大小和裂紋擴展速度是決定爐子壽命的關鍵因素之一，而裂紋擴展與金屬液體對所接觸材料的浸潤和滲透能力大小有關，特別是熔煉爐和澆包，因為其作業方式為“加料—熔化—出爐”過程的不斷循環，爐襯材料反復受到熱沖擊。而高氮復合陶瓷內襯磚的熱膨脹系數在800攝氏度時為0.154*10-6℃，具有較好的熱穩定性以及與鋁液不相浸潤和不滲透的特點，因而避免了炸裂和裂紋的產生，進而大大延長了爐子的使用壽命。
1、高氮復合陶瓷保溫爐和鋁液轉運包。其特點：（1）保溫性能好，在常溫下爐體外表溫度為50℃-60℃，能耗顯著降低，車間工作環境溫度降低后，大大善了工人操作工作條件；（2）結渣率低，結渣率低于同類產品30%左右。因掛渣少、不粘鋁、易清理，（每月只清渣一次），減少對爐壁的沖擊，降低了工人的勞動強度，提高了爐包的使用壽命；（3）烘爐時間短，烘爐時間從原來的15天降到7天；（4）除氫時間短。由原來的15分鐘減少到8-10分鐘；（5）排潮時間短，相比縮短3-5天。由于上述優點，使得其與同類產品相比具有如下競爭優勢：（1）節能環保，能耗低，能耗率降低15%；（2）改善了工人的作業環境，大大提高了勞動生產率，顯著地降低了鋁制品的生產成本。
2、高氮復合陶瓷澆口杯和澆口套。現有的澆口杯和澆口套是由金屬制作而成，其存在如下缺點：（1）易發生高溫腐蝕磨損，使用壽命短（5個班次）；（2）導熱快，易堵冒口，造成產品結渣，廢品率（合格率為55~70%）；（3）造成鋁制品含鐵量高，品質下降；（4）鑄件凝固后澆口冒不易拔出，易使鑄件變形，澆口變細，影響產品的變形和補縮，降低鑄件質量穩定性。與之相比，高氮復合陶瓷澆口套具有如下優勢：（1）不易腐蝕，使用壽命長延長40%-80%，達7-9個班次；（2）減少模具更換頻次，提高模具在機班次，班產率高；（3）熱穩定性好，不易產生堵冒口現象，成品率高，產品質量好；（4）不掉渣，不污染鋁液，鋁制品品質高。因此后者比前者在生產效率、產品成本和質量等方面具有明顯優勢。
3、高氮復合陶瓷雙層過濾片吸液管。該產品用于保溫爐內過濾鋁液。現有的產品大部分為氧化鋁等高鋁質材料制成。存在沾鋁、結渣等缺點，易堵塞管內通道。與之相比，高氮復合陶瓷雙層過濾片吸液管具有如下優勢：（1）過濾性能好，因其具有不沾鋁、不結榴、無沉淀，不污染鋁液等特點；（2）濾網流平性好，不易堵塞，使用壽命可提高30%以上；（3）連續工作率高，連續工作時間可提高10倍以上；（4）班產成品率高，可提高10%以上。因此，在改善鋁液過濾質量，降低鋁制品生產成本和提高鋁制品生產效率等方面具有明顯優勢。
本公司自主研制和生產的上述系列產品已經廣泛應用在中信戴卡集團、河北立中集團、浙江萬豐奧特集團、美鋁渤海鋁業、上海明岐集團、浙江今飛集團、美國中旺鋁業、山東信發鋁業、山東盟威等70余家國內外鋁制品生產企業。由此實現了對中國已經應用了20多年的鋁車輪鑄造工藝的升級改造，提高了汽車輪轂生產等企業的效率和成品率，節能節材降耗效果顯著，為提高車輪制造企業的經濟效益起到了較大作用。
目前公司生產的高氮復合陶瓷材料及其制品在市場上的認知度迅速提升，客戶群體快速壯大,為滿足市場不斷增長的用戶需求,公司將開發出與鋁業產品生產配套的多種升級換代新產品，并進一步拓展應用領域。經過兩年的企業經營實踐和市場開發,我們深刻認識到高氮復合陶瓷材料的應用具有廣闊的發展空間，市場容量巨大，呈現出良好的企業發展前景。我們將以市場需求為導向，通過科技創新和產品創新，為車輪鑄造行業的發展做出我們應有的貢獻。
- 高氮復合陶瓷材料具有鋁制品鑄造行業應用的優良特性
表1 高鋁內襯磚的理化指標
| 體積密度 g/cm3 |
導熱系數 w./m.k |
抗彎折度 Mpa |
抗壓強度 Mpa |
燒后線變化≤ | 耐火度 | 最高使用溫度 |
| 2.3-2.5 | 5.5-5.8 | ≥15.0 | ≥40.0 | 1200℃±1 | 1650℃ | 1450℃ |
表2 高氮復合陶瓷內襯磚理化指標
| 體積密度 g/cm3 |
導熱系數 w./m.k |
抗彎折度 Mpa |
抗壓強度 Mpa |
燒后線變化≤ | 耐火度 | 最高使用溫度 |
| 3.3571 | 0.62 | 1000℃≥65.8 | 1000℃≥120 | ±0.5 | 1800℃ | 1500℃ |
高氮復合陶瓷內襯材料與高鋁內襯材料相比具有優良的理化性能，內襯磚等產品具有優異的使用性能。主要表現在：
1、化學穩定性好，解決了爐內襯粘鋁問題。金屬鋁及鋁合金不僅化學活性高，而且其溶液的流動性極好，鋁液在750℃時粘度僅1.04厘泊，與20℃時水的粘度（1.0厘泊）接近，這就是其易向高鋁質爐襯內部滲透和發生化學反應的主要原因。在鋁液同高鋁質耐火材料相接觸的溫度下，鋁液起到強還原劑的作用，高鋁質耐火材料中的SIO2等氧化物會被鋁液還原，鋁液同高鋁質內襯材料反應后產生粘鋁現象，使爐襯表面結瘤、鼓包并產生沉淀物，受鋁液侵漬的部分和原磚的界面易出現裂紋，停爐時還會引起剝落。本公司研制和生產的高氮復合陶瓷材料內襯磚，由于密度和耐火度的提高，化學穩定性好，具有不沾鋁、抗鋁液侵蝕、防滲透、抗氧化等特點，解決了爐內壁沾鋁問題。進而解決了爐渣量大、長時間掛渣使爐溫度升高，爐頂掛渣后使爐頂脫落等由此產生的一系列問題，起到了節能節材降耗，延長爐子使用壽命的明顯成效。
2、抗沖刷性能好，爐襯磨損小。熔煉或澆包在運行使用過程中，由于爐內金屬液不停地翻騰和攪拌，對爐襯不停的沖刷和磨損，所以一般高鋁質內襯材料受到的沖刷和磨損相當嚴重，高氮復合材料內襯磚，由于它不粘鋁，高溫強度越大的，爐襯磨損極小。
3、體積密度高，體積穩定性好。作為熔煉爐或澆包用內襯材料，都希望獲得較高的質密度和體積穩定性，高氮復合陶瓷內襯磚的體積密度比高鋁質內襯材料體積密度高34%—46%。體積密度越高，爐內成型體內部氣孔的含量越少；材料的體積密度穩定性越好，燒結和使用過程中產生裂紋的可能性越小，抗滲透力愈強。
4、抗氧化，不結瘤。 一般高鋁材料，易于被氧化，也由于熔融物表面或內部存在的雜質（例如Al2O3）而形成爐瘤。金屬瘤體本身質密、堅韌，難清除，會降低爐容量，而高氮復合陶瓷磚因不沾鋁、抗氧化的特性，解決爐內結瘤問題，起到了節能節材降耗顯著成效。
5、不浸潤和防滲透，耐急冷和耐急熱，避免了裂紋的產生。一般高鋁質耐火材料的熱膨脹系數較高，熱穩定性差，極易產生裂紋。裂紋的大小和裂紋擴展速度是決定爐子壽命的關鍵因素之一，而裂紋擴展與金屬液體對所接觸材料的浸潤和滲透能力大小有關，特別是熔煉爐和澆包，因為其作業方式為“加料—熔化—出爐”過程的不斷循環，爐襯材料反復受到熱沖擊。而高氮復合陶瓷內襯磚的熱膨脹系數在800攝氏度時為0.154*10-6℃，具有較好的熱穩定性以及與鋁液不相浸潤和不滲透的特點，因而避免了炸裂和裂紋的產生，進而大大延長了爐子的使用壽命。
- 高氮復合陶瓷在車輪鑄造中應用的比較優勢
1、高氮復合陶瓷保溫爐和鋁液轉運包。其特點：（1）保溫性能好，在常溫下爐體外表溫度為50℃-60℃，能耗顯著降低，車間工作環境溫度降低后，大大善了工人操作工作條件；（2）結渣率低，結渣率低于同類產品30%左右。因掛渣少、不粘鋁、易清理，（每月只清渣一次），減少對爐壁的沖擊，降低了工人的勞動強度，提高了爐包的使用壽命；（3）烘爐時間短，烘爐時間從原來的15天降到7天；（4）除氫時間短。由原來的15分鐘減少到8-10分鐘；（5）排潮時間短，相比縮短3-5天。由于上述優點，使得其與同類產品相比具有如下競爭優勢：（1）節能環保，能耗低，能耗率降低15%；（2）改善了工人的作業環境，大大提高了勞動生產率，顯著地降低了鋁制品的生產成本。
2、高氮復合陶瓷澆口杯和澆口套。現有的澆口杯和澆口套是由金屬制作而成，其存在如下缺點：（1）易發生高溫腐蝕磨損，使用壽命短（5個班次）；（2）導熱快，易堵冒口，造成產品結渣，廢品率（合格率為55~70%）；（3）造成鋁制品含鐵量高，品質下降；（4）鑄件凝固后澆口冒不易拔出，易使鑄件變形，澆口變細，影響產品的變形和補縮，降低鑄件質量穩定性。與之相比，高氮復合陶瓷澆口套具有如下優勢：（1）不易腐蝕，使用壽命長延長40%-80%，達7-9個班次；（2）減少模具更換頻次，提高模具在機班次，班產率高；（3）熱穩定性好，不易產生堵冒口現象，成品率高，產品質量好；（4）不掉渣，不污染鋁液，鋁制品品質高。因此后者比前者在生產效率、產品成本和質量等方面具有明顯優勢。
3、高氮復合陶瓷雙層過濾片吸液管。該產品用于保溫爐內過濾鋁液。現有的產品大部分為氧化鋁等高鋁質材料制成。存在沾鋁、結渣等缺點，易堵塞管內通道。與之相比，高氮復合陶瓷雙層過濾片吸液管具有如下優勢：（1）過濾性能好，因其具有不沾鋁、不結榴、無沉淀，不污染鋁液等特點；（2）濾網流平性好，不易堵塞，使用壽命可提高30%以上；（3）連續工作率高，連續工作時間可提高10倍以上；（4）班產成品率高，可提高10%以上。因此，在改善鋁液過濾質量，降低鋁制品生產成本和提高鋁制品生產效率等方面具有明顯優勢。
本公司自主研制和生產的上述系列產品已經廣泛應用在中信戴卡集團、河北立中集團、浙江萬豐奧特集團、美鋁渤海鋁業、上海明岐集團、浙江今飛集團、美國中旺鋁業、山東信發鋁業、山東盟威等70余家國內外鋁制品生產企業。由此實現了對中國已經應用了20多年的鋁車輪鑄造工藝的升級改造，提高了汽車輪轂生產等企業的效率和成品率，節能節材降耗效果顯著，為提高車輪制造企業的經濟效益起到了較大作用。
目前公司生產的高氮復合陶瓷材料及其制品在市場上的認知度迅速提升，客戶群體快速壯大,為滿足市場不斷增長的用戶需求,公司將開發出與鋁業產品生產配套的多種升級換代新產品，并進一步拓展應用領域。經過兩年的企業經營實踐和市場開發,我們深刻認識到高氮復合陶瓷材料的應用具有廣闊的發展空間，市場容量巨大，呈現出良好的企業發展前景。我們將以市場需求為導向，通過科技創新和產品創新，為車輪鑄造行業的發展做出我們應有的貢獻。
