氮化硅铁对铝碳质炮泥性能影响的研究

以白刚玉、焦粉及焦油为主要原料,制备了铝碳质炮泥.通过考察氮化硅铁在炮泥中的反应性能,研究氮化硅铁加入量对其强度和抗渣侵性能的影响,利用X射线衍射分析炮泥的相组成,采用扫描电子显微镜观察其微观组织结构.研究结果表明,随着氮化硅铁加入量的增加,炮泥的强度和抗渣侵性能都先增加后减小;当其加入量为10％时,可以制备出强度高、抗渣侵性能好的铝碳质炮泥.     

氮化硅铁及其在耐火材料中的应用

氮化硅铁是近年来高温材料领域的新型复相材料,主要由氮化硅和硅铁合金组成。自20世纪70年代以来,氮化硅铁作为高炉用炮泥材料取得了良好的使用效果,但其制备成本过高制约了进一步的发展。20世纪90年代,北京科技大学无机非金属结构材料研究室利用闪速燃烧合成技术实现了氮化硅铁高性价比的大规模产业化制备,大大推动了氮化硅铁材料的研究与应用,在铁钩浇注料等领域取得了良好的使用效果。本文介绍了氮化硅铁的制备、结构及性能,分析了闪速燃烧合成氮化硅铁的工艺原理,总结了氮化硅铁在不同应用环境下的使用性能,以及目前的应用状况,并展望了氮化硅铁材料的研究方向及其潜在的应用领域。     

高频燃烧红外吸收法测定氮化硅铁中碳

称取0.2g样品,置于预先盛有(0.300±0.005)g锡粒的坩埚内,覆盖(0.400±0.005)g纯铁和(2.000±0.005)g钨粒进行分析,建立了高频燃烧红外吸收法测定氮化硅铁中碳含量的分析方法。实验中,考虑到氮化硅铁标准样品较少,故选择由0.04g氮化硅标准样品JCRM R008和0.16g纯铁标准样品GBW 01148a混合配制的氮化硅铁合成校准试样(w(C)=0.025 7%)与氮化硅铁标准样品GSB 03-2469-2008(w(C)=0.35%)来绘制校准曲线。方法中碳的线性范围为0.025%~0.35%,检出限为0.000 45%。由0.10g氮化硅标准样品JCRM R008和0.10g纯铁标准样品GBW 01148a混合配制氮化硅铁合成样品1,以及由0.08g氮化硅铁标准样品GSB 03-2469-2008和0.12g氮化硅标准样品JCRM R006混合配制氮化硅铁合成样品2,采用实验方法对其中碳进行测定,测定值与认定值基本一致。采用实验方法对氮化硅铁实际样品中的碳进行测定,所得结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为1.2%~1.7%。     

梅钢2^#高炉无水炮泥改进

梅钢采用鱼雷罐车后,出铁次数减少,对炮泥性能提出更高要求,作业区对无水炮泥质量加以改进。本文通过无水炮泥侵蚀机理分析,采取改变粒度组成,应用氮化硅铁和添加剂等具体措施,达到铁口工作需要。     

真空感应炉熔炼合金钢时用氮化物增氮的试验研究

分析了真空度、温度和氮化物成分对钢中氮溶解度影响,并在50 k真空感应炉对不同化学成分的合金钢(/%:0.06～0.36C、≤3.23Si、≤2.20Al、≤9.00Cr)进行3种氮化物-氮化硅、氮化锰和氮化铬的增氮试验。结果表明,气相中氮气分压对钢液中氮溶解度影响最大;钢中Ti、Cr提高氮溶解度和氮化物的收得率;增加C含量则降低氮溶解度和氮化物的收得率;钢中含有一定量的铝,可以显著提高氮化物的收得率。40 kPa氩气压力,1 600～1 650℃时在硅钢、结构钢和9%Cr钢中氮化硅、氮化锰、氮化铬的收得率分别为25%～30%、30%～50%、60%～100%。     

氮化硅铁中氮的测定方法

在硅钢研制、冶炼时,需分析氮化硅铁中的总氮量。目前钢铁中氮的分析方法,一般采用酸法。但用酸法测定氮化硅铁中的总氮量,试样分解不完全,不能定量地测定氮的总量。为解决这个问题,我们参照上海硅酸盐研究所的"氮化硅中氮和硅的测定方法"一文(发表干"分析化学"1973年第1期),进行了一系列的条件试验     

氮化物结合碳化硅耐火材料的研制及其现状

概述了以氮化硅、赛隆和氧氮化硅作为结合相的SiC材料的结构特点、理化性能、生产工艺和应用情况。介绍了国内外这三种材料的研究现状。并对今后氮化物结合SiC材料的研究内容提出了自己的观点。     

Fe-Si3N4结合SiC特种陶瓷的烧成过程

利用TG－DSC法对Fe-Si3N4结合SiC陶瓷在氮化炉内烧成时发生的化学过程进行了研究，并分析了当硅铁的加入量大于15％时,成形试样在反应合成过程中开裂的原因及防止措施。认为反应合成过程中主要发生了碳的氧化、硅铁的溶解和氮化3个化学反应；为防止试样损坏可采取控制氮化炉内氮平衡分压和减缓升温速率等措施。     

氮化气氛对高温合金内生氮化处理的影响

在1 150℃/20h氮化条件下对ВЖ155合金进行了不同气氛的内生氮化处理,研究了氮化气氛对氮化过程和氮化表面的影响。通过在氮气中混入H2和Ar来调整氮化气氛组成,并采用金相、XRD和扫描电镜等手段对氮化后表面产物和氮化层深度进行了表征。结果表明:高纯N_2中微量残余氧将导致氮化后合金表面存在富Cr和Ti的氧化膜,但混入5%H2(体积分数)后可消除表面氧化物;当混合气体中N_2含量较高时,合金表面存在富Cr和Ti的氮化物,随着气体中N_2含量减少表面氮化物随之减少,当N_2的体积分数低于40%时,表面氮化物基本消失,同时氮化层深度随N_2含量增加而增加,表明氮化气氛对氮化速率具有重要影响。因此,采用40%N_2+5%H2+55%Ar(体积分数)的氮化气氛组成可以实现抑制氮化表面氮化物和提高氮化速率2方面综合效果。     

微波消解ICP法测定硅铁中钛元素的含量

以微波消解的方式溶解硅铁及氮化硅铁样品,并采用电感耦合等离子体光谱仪进行微量钛元素含量的测定,研究溶解参数、酸试剂选择、元素波长对硅铁及氮化硅铁中微量钛元素含量测定的影响.结果表明,使用盐酸-氢氟酸以微波消解的方式溶解硅铁及氮化硅铁样品,通过基体匹配配制系列标准校正溶液,钛元素质量分数范围为0.0002％～0.1％、0...     

氮化硅铁对无水炮泥性能影响的研究

根据无水炮泥的基本配合比,分别用不同比例的氮化硅铁替代其中的刚玉作基质料,在埋炭条件下经110℃×24 h,900℃×2 h处理,以及在通氮气条件下经1500℃×2 h煅烧后,分别检测和分析了试样的物理性能。结果显示,试样的烘干强度最大,中温强度最低,高温强度介于两者之间。随着氮化硅铁含量从4%递增到12%,试样经过1500℃高温处理后,其常温耐压强度和抗折强度均呈递增趋势,当氮化硅铁含量为10%时达到最大值,体积密度则呈下降趋势,同时试样的抗渣渗透性能和抗渣侵蚀性能得到了提高,试样的钻孔开口时间逐渐缩短。     

高炉炮泥的发展及现状

介绍了国内外炮泥的发展现状，无水炮泥由于具有优良的性能而逐步取代有水炮泥。分析了炮泥的损毁主要是由热机械作用和热化学侵蚀造成的，指出原料、结合剂、生产工艺和外加剂是影响炮泥质量的主要因素，通过提高原料纯度及添加不同的外加剂，可以改善并提高炮泥质量。     

碳化硅砖在工业硅电炉出铁口上的应用

在工业硅电炉出铁口易氧化部位 ,使用了碳化硅砖代替普通碳砖以提高该部位的抗氧化性。应用碳化硅砖后 ,延长了出铁口及整个炉衬的使用寿命。     

超高功率电弧炉出钢口用耐火材料的改进

超高功率电弧炉出钢口在使用过程中要经受钢液的冲刷、渣液的侵蚀、氧化和温度的剧烈变化。目前,一般用碳含量10％～20％的不烧MgO-C质耐火材料生产出钢口,但是由于碳含量高出钢口的抗氧化性和抗钢液冲刷性都不能达到满意的效果。为此,研究和开发了低碳MgO-C和Al2O3-SiC-C复合材料的整体出钢口。     

大型高炉环保型泥包捣打料的研究

为了解决铁口散喷的问题,对大型高炉用环保型泥包捣打料的组成、结构、性能进行了研究,认为泥包捣打料结构致密的原因是因为生成了氧化硅晶须。研制的环保型捣打料与环保炮泥的性能匹配有利于炮泥的置换。捣打料体积密度达到2.88～2.90g/cm3,250℃干燥后的抗压强度达到12～18MPa,1 450℃烧后的抗压强度达到20～34MPa。环保捣打料的使用为新开高炉的快速达产创造了较好的条件。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定稀土硅铁中11种主次元素

采用X射线荧光光谱法(XRF)测定稀土硅铁中硅、锰、铝、铁、钛及镧系元素时,熔融制样过程中氧化条件不好控制,容易造成挂壁坩埚过早熔化或坩埚挂壁不好的现象,使铂-金坩埚受到严重侵蚀。实验以四硼酸锂为熔剂铺底保护铂-金坩埚,使用碳酸锂对稀土硅铁样品进行烧结氧化;再采用过氧化钠进行深度氧化,解决了稀土硅铁合金对铂-金坩埚腐蚀的问题。试样和四硼酸锂熔剂的质量比为1∶30,在1 100℃下熔融试样12 min,可制得表面质量良好的玻璃片,有效地消除了试样的粒度效应和矿物效应影响。按照实验方法测定稀土硅铁中硅、锰、铝、钙、铁、钛、镧、铈、镨、钕、钐等11种主次元素,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.39%～5.0%,与标准方法及滴定法分析结果吻合较好,能满足稀土硅铁中主次元素的检测需求。     

Interpretation of Tap Induced Cyclic Temperatures in the Blast Furnace Lining

The thermal behavior of the blast furnace hearth was studied using modeling. The focus was the effect of the size and shape of the taphole clay layer around the taphole. Four different cases have been calculated: one reference case and three cases with different taphole clay layer geometries. It was found that the calculated peak‐to‐peak amplitudes of the lining temperatures during the tap cycles at the location of a thermocouple can be approximated as a linear function of the taphole clay layer thicknesses for all calculated cases. Modeling was also done where both the 90th and the 10th percentile of the observed peak‐to‐peak values of the studied tap cycles were included to describe the behavior of the operating furnace. The taphole region can be divided into three categories based on how well the model can describe the measured process data: below, at, and above taphole level. Below the taphole level, the measured lining temperature variations are smaller than for the calculated results. At the taphole level, the model can describe the behavior well. Above the taphole level the measured lining temperature variations are larger than for the calculated results. It was concluded that in order to make a more accurate heat transfer model of the taphole region, the presence of a skull build‐up below the taphole, erosion above the taphole, and the bath level variations need to be taken into account.