加入氮化硅铁的炮泥在高温加热过程中,发生的反应除了沥青的分解、炭化和助烧结剂的液相烧结外,主要反应就是氮化硅铁在含碳材料中的反应,其气氛主要是含NOCO2和CO等的混合气体.其可能发生的主要反应如下:可见,加入氮化硅铁后,在高温下试样表面的Si3N4能氧化生成SiO2保护膜,阻碍炮泥的进一步氧化,提高炮泥的抗氧化性能!炮泥中的氮化硅铁在反应触媒——金属塑性相Fe和碳的参与下反应生成Si2N2O、SiC和AlN新相,强化了炮泥的基质和组织结构,提高材料的中温和高温强度.
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氮化硅铁在复合耐火材料中的应用主要侧重于含碳复合材料和无碳复合材料!1含碳复合材料王跃等发现在ASC砖中加入氮化硅铁时,氮化硅铁中的Si3N4在高温使用过程中会转化为Si2N2O;而且随着氮化硅铁加入量的增加,Si2N2O生成量增加,ASC试样的高温抗折强度和抗渣侵蚀性能不断提高.AI2O3-C系材料是冶金工业中常用的含碳复合材料,具有较高的强度、良好的抗热震性和抗渣性能,被广泛应用于连铸用功能性构件,如滑板。
这些新物相的形成增强了颗粒与基质之间以及基质内部的结合,提高了材料的力学性能!李勇等以过渡塑性理论为基础,成功研制出不烧氮化硅铁-棕刚玉复合耐火材料和不烧氮化硅铁-尖晶石-刚玉复合耐火材料,无需高温烧成,生产工序简单,原料价格低廉,大大降低了生产成本,同时产品具有强度高、抗热震性好、抗侵蚀性好、寿命长等特点,满足了RH精炼用耐火材料无铬化的需求。同时还研制出不烧氮化硅铁-氧化铝复合无碳滑板,无需高温烧成,无需浸油工序,大大降低了生产成本,且滑板内因不含AI4C3和AlN,具有良好的抗水化性能,满足了洁净钢连铸的需求。
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浇注料氮化硅铁在浇注料中的应用主要侧重于Al2O3-SiC-C铁沟浇注料、镁质浇注料和高铝浇注料等!1Al2O3-SiC-C铁沟浇注料Al2O3-SiC-C质浇注料具有良好的抗渣侵蚀性和抗冲刷性能,在高炉出铁沟的主沟、撇渣器和支沟等部位得到了广泛应用!但由于冶炼技术的发展,高炉利用系数的不断提高和高炉长寿化的要求,Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料寿命的进一步提高也刻不容缓.而现阶段的Al2O3-Si-C质铁沟浇注料在周期性熔渣、熔铁的化学侵蚀、热冲击和渣、铁的冲刷作用下容易出现脱落;同时铁沟浇注料中碳化硅和碳质材料在高温下的氧化也会造成材料的结构破坏,这些均会导致铁沟浇注料的损毁。
氮化硅铁结合SiC复合材料在1100~1300℃的氧化主要是SiC与Si3N4的氧化,氧化产物SiO2能起到保护膜的作用,阻止进一步的氧化;而且,氧化反应初期单位面积的质量变化符合直线规律,氧化中期符合二次曲线规律,氧化后期符合抛物线规律.研究还表明,相比Si3N4结合SiC复合材料,氮化硅铁结合SiC复合材料中的Fe还可以提高材料的抗热震性!朱晓燕等以FeSi75和SiC为主要原料,直接氮化烧结,在1450℃成功制备了性能优异的氮化硅铁结合SiC复合材料,此材料的耐压强度为145MPa,荷重软化开始温度为1750℃,其主要物相组成为SiC、α-Si3N4和Fe3Si,氮化产物以α-Si3N4为主,并有少量的β-Si3N4;而且Fe并未参加氮化,而是以稳定的金属间化合物Fe3Si的形式分散于晶界中!
而浇注料内部的Fe并不是以氧化铁(FexO)的形式存在,对高温性能不会有害.刘斌的研究也得出同样的结论,并且发现氮化硅铁中的Si3N4在高温下氧化生成的N2和炭素材料氧化生成的CO会堵塞材料的内部气孔,从而有效地防止了进一步氧化.有研究表明:添加5%(w)的氮化硅铁可以提高Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料的高温抗折强度、高温抗氧化性能.邢春山发现,随着氮化硅铁加入量的增加,铁沟浇注料的抗渣侵蚀性能略有提高.
佛山地区废不锈钢市场报价(元/吨) 涨跌 破碎不锈钢(Ni7.4-7.6%) 11750-11950 200 不锈钢回炉料(Ni7.0-7.2%) 10600-10800 150 国产304边料(Ni7.6-7.8%) 12000-12200 150 316回炉料(Ni12%) 17900-18100 200 201回炉料(Ni5%) 5250-5450 0 430回炉料(Cr18%) 4100-4300 0 华东上海废不锈钢市场报价(元/吨) 国产304边料(Ni7.6-7.8%) 12350-12550 150 316回炉料(Ni12%) 18100-18300 200