Mit der Entwicklung von Hochtemperaturtechnologien wie der Eisen- und Stahlverhüttung steht die Entwicklung und Erforschung hochwertiger und effizienter feuerfester Materialien und Rohstoffe unmittelbar bevor, und synthetische Rohstoffe werden immer häufiger als feuerfeste Materialien mit Entwicklungszukunft eingesetzt. Ferrosiliziumnitrid (Fe-Si3N4) ist ein neues synthetisches Material, das in den letzten Jahren auf den Markt gekommen ist. Es wird durch Nitrierungstechnologie und Hochtemperatursynthese aus der Ferrolegierung FeSi75 hergestellt.
2. Testprozess
Ferrosiliziumnitrid enthält die Si3N4-Phase und weist einige der hervorragenden Eigenschaften von Si3N4 auf, wie z. B. hohe Feuerfestigkeit, gute Erosionsbeständigkeit, hohe mechanische Festigkeit, gute Wärmeschockbeständigkeit, geringe Wärmeausdehnungsrate, hohe Oxidationsbeständigkeit und eine Reihe weiterer Vorteile. Es weist auch gute Sintereigenschaften auf, da es eine Fe-Plastizitätsphase enthält. Gleichzeitig ist der Preis von Ferrosiliziumnitrid im Vergleich zu Siliziumnitrid niedriger und es lässt sich auch leicht industrialisieren und herstellen. Daher wird es als Rohstoff für feuerfeste Materialien, Hochtemperatur-Bindephasen und Hochtemperatur-Strukturmaterialien verwendet und findet breite Anwendung in Hochofenguss und Schlamm. In den letzten Jahren wurde immer mehr Forschung zu Ferrosiliziumnitrid und seiner Anwendung in feuerfesten Materialien betrieben und einige Erfolge erzielt. In diesem Artikel werden die Synthese und Eigenschaften von Ferrosiliziumnitrid und seine Anwendung in feuerfesten Materialien, Ton und Verbundwerkstoffen vorgestellt und seine Aussichten diskutiert.
Derzeit wird Ferrosiliziumnitrid hauptsächlich in gießbaren, Ton- und Verbundfeuerfestmaterialien verwendet.
1. Gießbar
Die Anwendung von Ferrosiliziumnitrid in Gießmassen konzentriert sich hauptsächlich auf Al2O3-SiC-C-Eisen-Rillenguss, Magnesium-Gießmassen und Hochaluminium-Gießmassen.
1.1 Al2O3-SiC-C Gusseisen mit Nut
Al2O3-SiC-C-Gussmaterial weist eine gute Schlackenerosionsbeständigkeit und Erosionsfestigkeit auf und wird häufig in Hauptgräben, Abschäumern und Abzweiggräben von Hochöfen verwendet. Aufgrund der Entwicklung der Schmelztechnologie, der kontinuierlichen Verbesserung des Hochofennutzungskoeffizienten und der Anforderungen an die Langlebigkeit von Hochöfen ist jedoch auch die weitere Verbesserung der Lebensdauer von Al2O3-SiC-C-Gussmaterial für Eisenrinnen dringend erforderlich. Al2O3-SiC-C-Gussmaterial neigt im gegenwärtigen Stadium dazu, unter der Einwirkung von periodischer Schlacke, chemischem Angriff von geschmolzenem Eisen, thermischem Schock und Auswaschen von Schlacke und Eisen abzufallen. Gleichzeitig führt die Oxidation von Siliziumkarbid und kohlenstoffhaltigen Materialien im Gussmaterial bei hohen Temperaturen auch zu strukturellen Schäden am Material, was zur Beschädigung des Gussmaterials führt.