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氮化硅铁质耐火材料抗熔渣性能的实验研究与分析

[发布时间:2020-05-21 10:14:43 ][阅读次数:543次]

一、氮化硅铁质耐火材料抗渣蚀性的实验流程:

取适量氮化硅铁粉体,以羧甲基纤维素钠为临时性结合剂,混拌均匀,压制成成型试样。将试样在110℃干燥24h后于空气气氛中烧成,烧成温度为1550℃,保温3h。

自然冷却至室温后,用金刚石钻头在试样中钻取适宜的孔径进行气孔率、体积密度、耐压强度等性能的检测(测量三次取平均值)。以高温烧成的氮化硅铁试样为样品,进行抗渣浸蚀性实验。

将盛满钢渣的氮化硅铁试样置于高温炉中,烧成温度为1550℃,恒温3h,空气气氛。自然冷却至室温后,沿渣孔中间线将试样剖开观察蚀损情况,并进行分析。

二、氮化硅铁质耐火材料抗渣蚀性的实验研究:

1.渣蚀观察分析:

观察氮化硅铁试样1550℃×3h的渣侵剖面,发现渣孔中的剩余钢渣已经很少,仅在上部有些余渣和下部有个圆球状铁粒。渣孔周围形成白色的变质层,位于渣孔的上部区域的变质层较薄,而下部的变质层相对较厚。

变质层最薄处的厚度为0.5mm,下部较厚的变质层的厚度为2mm。渣侵后显微结构分析:圆球状铁粒的成分通过分析发现主要为Fe、Si、P等。

变质层的元素成分为O、Si、N、Al、Mg、Ca等,说明为含氮混合物。通过观察分析变质层整体,发现材料与熔渣接触的变质层中仍然存在一些氮化硅。

2.显微结构观察分析:

通过观察氮化硅砖渣蚀带的显微形貌可以看出,渣蚀变质带分为两种颜色,而且在渣蚀带中还存在分层现象。颜色较浅的区域的钙含量较高,而颜色较深区域的钙含量相对少些。

观察渣蚀变质带与原砖带界面的微观结构可以看出,变质带与原砖带的界线非常清晰,不存在颜色递减的渗透带,原砖带仍然为氮化硅及铁相材料。

分析得出,由闪速燃烧合成的氮化硅铁粉体,在氧化气氛条件下经1550℃烧后,表面形成致密层,以高铁相为结合相的氮化硅铁烧结体具有较高的耐压强度。

烧结体受熔渣侵蚀后,变质层与原砖层的界线非常清晰,氮化硅铁和熔渣所形成的变质层能够很好地减缓熔渣对原烧结体的侵蚀。

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