合SiC复合材料对铁沟浇注料性能的影响.pdfVIP

Si3N4结合SiC复合材料对铁沟浇注料性能的影响 王成1，2’3 杨利鹏2’3 贺中央2’3 李亚伟1 1．武汉科技大学湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室湖北武汉430081 2．濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司河南濮阳457100 3．河南省濮耐高温陶瓷材料工程技术研究中心 河南濮阳457100 入l—0加mSi3●“结合SiC复合材料后会引起浇注料加水量增加，体积密度下降，显气率上升，抗折强度、 耐压强度及高温抗折强度下降，但浇注料的抗渣侵蚀能力却显著增强。 关键词 触203一SiCC质铁沟浇注料l—0IIlmSi3N4结合SiC复合材料 前言 现代高炉正向大型化、高风温、高顶压、长寿命化方向发展，高炉的利用系数日益提高，同时高炉 铁沟的使用条件也变得更加恶劣。目前，大型高炉的铁沟普遍使用的是A1203．SiC℃质低水泥或超低水 泥浇注料，另外，在A】203．SiCC质铁沟浇注料中引入部分尖晶石以提高浇注料抗铁水的渗透性，并应 用在主沟的铁水线部位，也取得了好的使用效果Ⅱ】。由于氮化物具有热膨胀系数小、硬度大、弹性模量 高以及热稳定性及化学稳定性好的特点，与渣和铁均不能完全润湿，其抗渣铁的侵蚀性能很好，此外它 的氧化产物能阻碍氧的扩散，起自保护作用团。氮化硅结合碳化硅作为一种复合材料，其成分中既含有 引入1—0mmsi3N4结合siC复合材料，以研究其对铁沟浇注料性能的影响。 1 实验过程 1．1原料 w(siC)．78％％)为主要原料，。各试样的配料组成如表1。 1．2试样制备及检测 。 · 21 烧成。分别测定体积密度、显气孔率、抗折强度和耐压强度。高温抗折强度是根据GB厂r3002一1982，温 度是1450℃×lh，氧化气氛，试样预先经1450℃×3h氧化气氛烧成。烧成后的坩埚沿中线剖开，测量坩 埚中心截面上侵蚀(渗透)部分面积S，侵蚀(渗透)指数为s／s0×100％，其中So为原坩埚中心孔的截面积。 表l试样的配料组成(叭％)。 试样编号 瓣 l器 2襻 3嚣 2结果与分析 2．1l一0IIuIlSi3N4结合SiC对A1203．SiC．C质铁沟浇注料性能的影响 注料的物理性能也产生了影响。经110℃×24h烘干后，浇注料的体积密度下降，显气孔率升高，如图2， 3所示，这是由于加水量增加，浇注料在烘干时脱水所造成。由于加水量增幅较小，体积密度和显气孔 率的变化也较小。经1000℃×3h和1450℃×3h处理后，体积密度进一步下降，显气孔率又明显升高，这可 能主要是因为球状沥青在高温下裂解碳化造成失重，同时在空气中烧成，部分碳氧化的结果。但同时也 化不大，这是由于浇注料中的碳化硅和氮化硅在高温下空气中发生了氧化反应形成了Si02，与浇注料中 其他组分发生反应并烧结而在浇注料表面形成了致密的保护层，阻止了进一步氧化。 折强度、耐压强度呈下降趋势，这主要由于1．o衄si3N4结合sic加入量增加，浇注料的加水量随着增加， 导致浇注料中气孔增多。即使如此，在浇注料中加入9％1．OmmSi3N4结合siC，其仍保持较高的常温强度。 而产生坚固的结合，另外siO：微粉与水混合后，会产生凝聚结合，即浇注料通过水化结合和凝聚结合来 · 22 · 后形成网状链，在中温范围内不会太大改变，从而保证了浇注料在中温阶段有相当高的强度。在1450cc 温度下，浇注料中发生更加复杂的反应。上述网状链结构有可能反应形成针状交错的莫来石晶体，同时 发生反应形成钙赛隆及其他形式的赛隆相”】，从而提高浇注料的强度。但随着1椭msi，N。结台sjc加人 量的增加，浇注料的加水量升高，浇注料内部的气孔缺陷也增多，同时sbNt是共价键化合物，过多的si3N一 的存在阻碍了材料的烧结，故浇注料的常温抗折强度、耐压强度和高温抗折强度也随之下降。 ．目，6．龄静—孽* 鳖 0 3 6 0 3