福建氮化硅铁在无水炮泥中作用机理的研究

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　　炮泥是一种高炉出铁口用碳结合耐火材料，随着高炉向大型化和长寿化的方向发展，炮泥已从单纯的消耗性耐火材料转向了功能性耐火材料。由于单纯增加炮泥中SiC的含量提高其高温强度不能满足高炉的使用要求，福建氮化硅铁做为一种新型的非氧化物耐火原材料，具有优良的烧结性、化学稳定性以及较高的热态强度和导热率。因此，国内、外科技工作者对福建氮化硅铁材料进行了开发和应用研究，但只是处于研究的初级阶段，尚需对其性质、作用机理及其合理应用进行深入的研究。本论文以氮化硅铁在炮泥中应用为研究对象，研究了氮化硅铁对炮泥的高温力学性能和抗渣、铁侵蚀性的影响及其在炮泥中的作用机理。利用XRD、SEM、EDS等对其形貌和矿相进行分析，用光学显微镜分析了其对炮泥显微结构的影响。主要结论如下： 1.炮泥中添加Fe-Si3N4与加入SiC或Si3N4的炮泥相比，其各个温度下的高温抗折强度都有不同程度的提高；且Fe-Si3N4高温下能够分解产生N2气，在炮泥中产生弥散性微小气孔，有利于提高炮泥的可钻率； 2.炮泥中应用Fe-Si3N4有别于SiC和Si3N4的关键在于Fe-Si3N4中存在延性颗粒增强体Fe和金属间化合物Fe3Si，Fe3Si促进了炮泥烧结和α-Si3N4向β-Si3N4的转变，提高了氧化物/非氧化物间的结合强度； 3.在Al2O3-SiC-C质炮泥中随着Fe-Si3N4加入量的增加各温度段下抗折强度相应增加；当Fe-Si3N4加入量超过24％时，炮泥气孔率明显增大，各温度段抗折强度相应下降； 4.分别加入SiC、Si3N4和Fe-Si3N4的炮泥抗渣、铁侵蚀能力几乎没有差别。Fe-Si3N4的加入量对Al2O3-SiC-C质炮泥抗渣、铁侵蚀性能影响也较小。

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