高炉陶瓷杯用β-Sialon结合刚玉砖的研制.pdf

Vol 30 No
治金能源
Mar.2011
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
高炉陶瓷杯用β- Sialon结合刚玉砖的研制
张莎莎曲殿利2
(1.鞍山师范学院附属卫生学校,2,辽宁科技大学高镁学院)
摘要采用S粉、粉、a-Al203粉、棕刚玉颗粒料和细粉、广西粘土等于1450℃保温
3h,通氮气下氮化反应合成了B- Sialon,制备了β- Sialon结合刚玉砖。研究结果表明:目标
Z值取2.75~3.00范围内可制备合成率较高的β- Sialon;氮化烧结温度在1500~1600C,采
用密封烧结时,广西粘土适合加入量在2%左右;当采用埋碳烧成时,广西粘士适合加入量在
1%~1.5%,可以制成性能优良的高炉陶瓷杯砖。
关键词B~ Sialon结合刚玉砖烧结剂高炉陶瓷杯
Study on the A-sialon bonded corundum brick used for
blast furnace ceramic cup
lang Shasha Qu Dianli
1. Anshan Health School Affiliated to Anshan Normal University
2. University of Science and Te
ethnology Laoning
Abstract The -Sialon was synthesized by using Si, Al, -Al, O, powders, particle and micro-
owder of brown fused alumina, Guangxi clay at 1450C for h under Nitrogen atmosphere. In the
same way the B-sialon bonded corundum bricks were prepared. The results show that the high synthet
ic ratio of the -Sialon is gotten when the target value Z at 2. 753. 00 range, The excellent quality
blast fumace ceramic cup can be made under nitridation intering temperature at 1500-1600C by u-
sing sealing sintering and the Guangxi clay as a agglutinant is suitable for about 2%; Meanwhile th
results also can be done by using buried carbon sintering and the Guangxi clay is suitable for 1%
1.5%
Keywords R-sialon bonded corundum bricks agglutinant blast furnace ceramic cup
Sialon材料是具有宽广性能的一类固溶体,能也要大大优于刚玉莫来石和棕刚玉陶瓷杯
Sialon陶瓷在高温下具有良好的机械性能、抗热的?。试验利用金属硅粉、金属铝粉、活性氧
晨性和抗氧化性,膨胀系数小,化学稳定性高,化铝氮化反应合成B- Sialon,研究 Sialon相不同
耐腐蚀,在工程上获得广泛的应用。 Sialon结目标Z值以及B- Sialon结合刚玉砖烧结剂。
合SiC耐火材料,可使SC耐火材料的强度、抗
氧化性和耐磨性都有增强,并有良好的抗碱侵蚀
试验
性,可广泛用于炼铁高炉炉腹、炉腰和炉身下部1.1原料
等。 Scallon结合刚玉砖,是氧化物-非氧化物
试验主要原料有:活性a-Al203,金属Si
复合材料,可提高刚玉砖的机械性能、抗热震性粉,金属A粉,棕刚玉颗粒(3~1mm,≤
以及抗铁水熔损性能,用于高炉炉缸陶瓷杯的性1mm),棕刚玉粉(≤0.088m),广西粘土等。
主要原料的化学成分见表1,棕刚玉颗粒料和细
收稿日期:2011-1-13
张莎莎(1953-),高级讲师;114001辽宁省鞍山市。
粉的化学成分一致。
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Mar.2011
表1主要原料的化学成分
%
原料?2032
Si
Sio
Tio.
03cA0+M0X20+Na20
a·Al,O
99.22
0.25
0.07
金属硅粉
96.06
1.18
金铝粉
广西粘土36.
棕附玉95.31
0.80
0.39
0.346
0.085
1.2试样制备与性能检测
化烧成。炉内气氛为流动氮气,流量小于
(1) Sialon的Z值确定
0.2m3/h,烧成过程中的升温制度如表3。
试验主要研究在考虑原料的纯度下,以不同
目标Z值条件对所制得的B- Sialon进行常规性能
表2试验方案
检测,用X-ray衍射仪分析其物相组成。试验选
编号(Z值)S粉A粉-AN2。粉
用a-A203、硅粉、铝粉为原料,广西粘土作烧结
1号(2.50)
47.7
41.4
2号(2.75
助剂进行合成赛隆试验。 Sialon的Z值分别为
12.7
2.50、2.75、3.00、3.25,按反应方程(1)-的
4号(3.25)
13.5
51.0
(6-37)Si+ZA203+ZA+(12-3/2Z)N2(g
=3Si6-zAlz0zN。-z
表3氩化烧成升温制度
计算试验原料配比,设计了试验方案见表2。
温度/℃
200200~10001000~-14501450
将配料研磨;使其粒度小于44um,加人
时间/t
90
180
6%的羧甲基纤维素纳(CMC)溶液混合均匀,
在50kN的压力下成型为50mmx15mm的圆柱
在1450℃氮化后对各试样进行了X-ray衍
试样。经110℃干燥24h后,在管式氮化炉内氮射图对比,如图1所示,其结果列在表4中。
--β- Sialon
えx上
10.0020030.00400050.0060.0070.00080.0090.600
26(°)
图1各试样在1450℃下魚化合成β- Siaion粉体XRD对比图谱
表4不同Z值试样的相组成
图1和表4说明要合成较多量β- Sialon相,
Z值
相组成
存在一个适宜z值,即要合成以g- Sialon相为主
残余Si为主,B- Sialon次之,少量a-A203
要物相,从试验中得知Z值应取在2.75~3.00
2.75B- Sialon为主,残余i次之,少量c-Al20
范围内适宜。
B-sialon为主,费余Si次之,少量a-Al203
(2)烧结剂的确定
3.25
残余i为主,- Sialon次之,少量