Aplicarea nitrurii de siliciu în industria refractară

Aplicarea nitrurii de siliciu în industria refractară
Ceramica cu nitrură de siliciu este considerată materiale structurale promițătoare la temperatură înaltă- datorită proprietăților lor excelente la temperatură ridicată-, cum ar fi rezistența ridicată, rezistența bună la uzură și rezistența la coroziune. Legăturile covalente puternice și coeficientul scăzut de difuzie la temperaturi ridicate necesită utilizarea de temperatură ridicată și presiune înaltă, precum și agenți de sinterizare, pentru producerea ceramicii cu nitrură de siliciu. Aceste costuri de producție și limitări ale echipamentelor sunt greu de acceptat de industria metalurgică, motiv pentru care cercetările în domeniul materialelor refractare au început relativ târziu și nu sunt-aprofundate. Multe teorii sunt derivate din ceramică fără prea multe inovații. În prezent, nitrura de siliciu există în materialele refractare ca fază de lipire, care combină materii prime precum corindonul sau carbura de siliciu prin sinterizarea prin nitrurare a metalelor, atingând astfel scopul lipirii materialelor refractare între ele. De exemplu, materialele din carbură de siliciu legate cu nitrură de siliciu utilizate în celulele electrolitice din aluminiu folosesc toate Si3N4 generat prin nitrurare ca fază de legătură, iar Si3N4 este adesea introdus în materialele refractare sub formă de pulbere.
(1) Aplicare în materiale refractare pentru fabricarea fierului
În ultimii ani, s-au făcut progrese semnificative în produsele de carbon cu corindon-carbură de siliciu-nitrură de siliciu-, utilizate în furnalele mari. Produsele refractare realizate din nitrură de siliciu, oxinitrură de siliciu sau carbură de siliciu legată de sialon-s-au aplicat pe scară largă în secțiunea mijlocie a furnalelor mari și în părțile portante-de cuptoare de cocs. În plus, corindon-carbură de siliciu-nitrură de siliciu-materiale refractare de carbon sunt din ce în ce mai utilizate în mașinile cu torpile, demonstrând o rezistență excelentă la eroziune, rezistență la uzură și rezistență la frecare. Acest lucru a îmbunătățit foarte mult durata de viață a căptușelii refractare a mașinilor cu torpile.
În prezent, aproximativ 61% dintre furnalele din străinătate au adoptat materiale refractare care conțin Si3N4, în special pentru furnalele mari cu diametrul focarului de 12-15mm, unde rata de adoptare a acestora a ajuns la 68%. Conform statisticilor, în ultimii 10 ani, în 127 de furnale au fost instalate peste 3.500 de tone de astfel de produse-de înaltă calitate. Majoritatea furnalelor folosesc 270-800 de tone fiecare, cu aplicații variind de la tuyere, bosh, talie până la părțile mijlocii și inferioare ale stivei. Produsele lipite cu nitrură de siliciu sunt promovate în principal pentru utilizare în secțiunea de mijloc a furnalelor înalte. Fabrica de oțel Furukawa a Kobe Steel din Japonia a experimentat prin adăugarea unei cantități mici de -Si3N4 pur la cărămizi AI2O3-SiC-C pe mașina mixerului. Experimentul a arătat că rezistența sa la zgură și rezistența la oxidare au fost îmbunătățite semnificativ.
(2) Aplicare în materiale refractare pentru fabricarea oțelului
În ultimii ani, nitrura de siliciu a fost aplicată succesiv pe materialele plăcilor glisante de la fundul oalelor de oțel, atât pe plan intern, cât și internațional. Adăugarea de materiale cu nitrură de siliciu pe placa de alunecare a îmbunătățit rezistența la uzură, rezistența la eroziune și durata de viață, reducând costul pe tonă de oțel în rafinarea cu oală;
(3) Aplicare în materiale refractare pentru topirea metalelor neferoase, cum ar fi aluminiul, cuprul și zincul
Ceramica cu nitrură de siliciu nu se udă cu soluții metalice la temperaturi ridicate, ceea ce le face potrivite pentru utilizare ca componente la temperatură înaltă-în procesele de topire a metalelor neferoase, cum ar fi carcasele termocuplurilor de măsurare a temperaturii, căptușelile cuptoarelor de topire, diferite căptușeli de containere și creuzete. Produsele ceramice cu nitrură de siliciu prezintă o rezistență bună la șocuri termice și pot fi utilizate în mod stabil pentru perioade lungi de timp la temperaturi ridicate sau în cicluri de-temperatură înaltă până la temperatură scăzută-.
(4) Aplicare în materiale de înăbușire
Plăcile ceramice sunt materiale cu nitrură de siliciu-carbură de siliciu lipite, preparate prin reacția și sinterizarea particulelor de carbură de siliciu și pulbere fină de siliciu într-o atmosferă de azot la-înaltă temperatură, îmbunătățind semnificativ performanța materialului. În comparație cu plăcile cu carbură de siliciu lipite cu argilă-, aceste materiale prezintă o performanță îmbunătățită la temperatură ridicată- și abordează problema expansiunii plăcilor și a deteriorării cauzate de oxidarea carburii de siliciu în timpul utilizării.