氮化硅铁在无水炮泥中作用机理的研究

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1、●一卜、，鞍山科技大学硕士学位论文摘要摘要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，炮泥己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，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

2、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FeaSi，Fe3Si促进了炮泥烧结和ct--Si3N4向B—Si3N4的转变，提

3、高了氧化物／非氧化物间的结合强度；3．在A1203一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A1203一SiC—C质炮泥抗渣、铁侵蚀性能影响也较小。关键词：炮泥，功能，Fe-SiaN4，作用机理，显微结构鞍山科技大学硕士学位论文AbstractFunctionarymechanisminvestigationoffer

4、ro-siliconnitrideinunhydroustapholemixAbstractTheunhydroustapholemixisakindofcarbon—bondedrefractorywhichisusedintheblastfurnace’staphole．Withthedevelopmenttolargescaleandlonglifeoftheblastfurnace，theunbydrOUStapholemixhasbeenchangedfromconsurnptiverefractorytofunctionalrefra

5、ctory．Increasingthecontentofsiliconcarbidecannotsatisfyapplicationsrequirementoftheblastfurnacetoimprovethetapholemix’shightemperatureproperties．Ferro’siliconnitrideasanewtypeofnon—oxiderefractorythathasgoodsinterability、chemicalstability、superiorthermalintensityandheat—condu

6、ctivity．Sodomesticscientistsandoverseasscientistshavestartedtheinvestigationofitsdevelopmentandapplication．Butitisonlyattheprimaryperiod．Peopleneedinvestigatedeeplytoitsgoodproperties，functionarymechanismandapplication．Thisp印erreportstheeffectionofferro—siliconnitridetothermo

7、dynamicproperty，slagandironresistanceoftapholemixesandthefunctionaryinvestigationofferro·siliconnitrideintapholemixes．ThemineralogicalcompositionandmicrostructureareinvestigatedbyXRD，SEM，EDSandmicroscope．Themainconclusionsasfollows1．Comparedaddingferro—siliconnitridewithsilic

8、oncarbonorsiliconnitrideintapholemixes，thehightemperaturebendingstre