炮泥已从单纯的消耗性耐火材料转变成功能性耐火材料,其质量的好坏直接关系到高炉生产能否顺行.传统的炮泥已经不能适应现代冶炼要求,开发高性能炮泥势在必行!Si3N4具有熔点高、强度高、抗热震性好和结构稳定的特点,在一定程度上提高了炮泥的高温强度、抗氧化性、抗侵蚀和抗冲刷性能,但炮泥的开口性能改善不明显,而且Si3N4价格又比较昂贵,限制了其在炮泥中的使用。氮化硅铁具有Si3N4的所有特性,含有的金属塑性相Fe能促进烧结,在一定程度上又能解决Si3N4难烧结的问题,而且价格比Si3N4低廉,故对氮化硅铁在炮泥中应用的研究越来越多!
氮化硅铁中少量的SiO2在高温下也消失了,少部分Si3N4转变为Si2N2O,与Fe3Si—起弥散于新相SiC之中.2无碳复合材料张勇等和PengDayan等在SiC颗粒中添加硅铁粉(FeSi2),加压成形后在氮化炉内直接氮化烧成氮化硅铁结合SiC复合材料时,发现硅铁粉的添加量应小于15%(w),而且还需通过控制氮化炉内氮的平衡分压和减缓升温速率的措施来控制氮化反应的进度,以此减缓氮化过程中试样内部的应力,防止试样的损坏!
专利中将研制的矾土-氮化硅铁复合耐磨砖取代传统的尖晶石砖,用于大型水泥回转窑过渡带,价格更低廉,耐磨性更好,寿命可达5a以上,提高了大型水泥回转窑的运转率!炮泥炮泥是一种用于堵塞高炉出铁口的重要耐火材料,出铁时,渣、铁同时从出铁口排出.随着高炉的大型化和长寿化,高风温、富氧喷吹、高压等冶炼技术的不断强化,对出铁口炮泥的性能提出了更高的要求,如具有高的抗化学、渣和生铁侵蚀性,良好的烧结性、填充性,优良的抗热震性和高温体积稳定性,环境污染小,易开口,能延长出铁时间并保护炉缸!
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同时,相对于氮化硅而言,氮化硅铁价格更低廉,也便于进行工业化推广和生产,因此已被用为耐火材料的原料、高温结合相和高温结构材料,现已广泛应用于高炉铁沟浇注料和炮泥中。近年来,对氮化硅铁材料及其在耐火材料中应用的研究越来越多,也取得了一些成果!在本文中,介绍了氮化硅铁的合成、特性及其在浇注料、炮泥和复合耐火材料中应用的研究进展,并对其进行了前景展望.目前氮化硅铁主要用于浇注料、炮泥和复合耐火材料等耐火材料中!
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随着钢铁冶炼等高温技术的发展,耐火材料及原料的开发及研究迫在眉睫,合成原料作为一种具有发展前途的耐火材料得到越来越多的应用。氮化硅铁(Fe-Si3N4)是近些年来出现的一种新型合成原料,它是以FeSi75铁合金为原料,利用氮化技术和高温合成工艺来制备的!氮化硅铁因含有Si3N4相,而具有Si3N4的一些优异性能,如高的耐火度,良好的抗侵蚀性,高的力学强度,良好的抗热震性,较低的热膨胀率,较高的抗氧化性等一系列优点;又因其含有Fe塑性相而具有良好的烧结性能.
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.