Застосування нітриду кремнію у вогнетривкій промисловості

Застосування нітриду кремнію у вогнетривкій промисловості
Кераміка з нітриду кремнію вважається перспективним конструкційним матеріалом для високих-температур завдяки її чудовим -температурним властивостям, таким як висока міцність, хороша зносостійкість і стійкість до корозії. Міцні ковалентні зв’язки та низький коефіцієнт дифузії при високих температурах зумовлюють необхідність використання високої температури та високого тиску, а також спікаючих агентів для виробництва кераміки з нітриду кремнію. Металургійній промисловості важко прийняти ці виробничі витрати та обмеження обладнання, тому дослідження в галузі вогнетривких матеріалів почалися відносно пізно та не-поглиблені. Багато теорій виведено з кераміки без особливих інновацій. В даний час нітрид кремнію існує у вогнетривких матеріалах як сполучна фаза, яка поєднує такі сировинні матеріали, як корунд або карбід кремнію, шляхом нітридації спікання металів, таким чином досягаючи мети з’єднання вогнетривких матеріалів. Наприклад, карбідні кремнієві матеріали, пов’язані нітридом кремнію, які використовуються в алюмінієвих електролізерах, використовують Si3N4, утворений азотуванням, як фазу зв’язування, а Si3N4 часто вводять у вогнетривкі матеріали у формі порошку.
(1) Застосування у виробництві чавуну вогнетривких матеріалів
Останніми роками було досягнуто значного прогресу в продуктах із корунду-карбіду кремнію-нітриду кремнію-вуглецю, які використовуються у великих доменних печах. Вогнетривкі вироби з нітриду кремнію, оксинітриду кремнію або сіалоно-карбіду кремнію широко застосовуються в середній частині великих доменних печей і-несучих частинах коксових печей. Крім того, корунд-карбід кремнію-нітрид кремнію-вуглецеві вогнетривкі матеріали все частіше використовуються в автомобілях-торпедах, демонструючи чудову стійкість до ерозії, зносу та стирання. Це значно збільшило термін служби вогнетривкої футеровки торпедних вагонів.
Наразі близько 61% доменних печей за кордоном використовують вогнетривкі матеріали, що містять Si3N4, особливо для великих доменних печей із діаметром горна 12-15 мм, де рівень їх застосування досяг 68%. За статистикою, за останні 10 років у 127 доменних печах встановлено понад 3500 тонн такої-якісної продукції. Більшість доменних печей використовує 270-800 тонн кожна, із застосуванням від фурм, боша, талії до середньої та нижньої частин труби. Вироби, пов’язані з нітридом кремнію, в основному рекламуються для використання в середній частині доменних печей. Завод Furukawa Steel Plant Kobe Steel в Японії експериментував, додаючи невелику кількість чистого -Si3N4 до цегли AI2O3-SiC-C на змішувачі. Експеримент показав, що його стійкість до шлаку та стійкість до окислення значно покращилися.
(2) Застосування у виробництві сталі вогнетривких матеріалів
В останні роки нітрид кремнію послідовно застосовувався до матеріалів пластини ковзання на дні сталевих ковшів як усередині країни, так і за кордоном. Додавання матеріалів із нітриду кремнію до пластини ковзання покращило її зносостійкість, стійкість до ерозії та термін служби, знизивши вартість тонни сталі при рафінуванні ковша;
(3) Застосування у вогнетривких матеріалах для плавки -кольорових металів, таких як алюміній, мідь і цинк
Кераміка з нітриду кремнію не змочується металевими розчинами за високих температур, що робить її придатною для використання як високотемпературні-компоненти в{-процесах плавки кольорових металів, таких як корпуси термопар для вимірювання температури, футеровки плавильних печей, футерівки різних контейнерів і тиглі. Керамічні вироби з нітриду кремнію виявляють гарну стійкість до термічного удару та можуть стабільно використовуватися протягом тривалого часу при високих температурах або циклах від високої-температури до низько-температури.
(4) Застосування в задушливих матеріалах
Керамічні навісні дошки – це карбідокремнієві -матеріали, пов’язані з нітридом кремнію, виготовлені шляхом взаємодії та спікання частинок карбіду кремнію та дрібного порошку кремнію в атмосфері азоту при високій{1}}температурі, що значно покращує ефективність матеріалу. Порівняно з глиняними-дошками з карбіду кремнію, ці матеріали демонструють значно покращену-високотемпературну ефективність і вирішують проблему розширення дощок і пошкоджень, спричинених окисленням карбіду кремнію під час використання.