氮化硅铁在炮泥中的应用

炮泥是炼铁高炉用于堵塞铁口的原料，由泥炮通过压力挤入铁口内，故称炮泥，泥炮是打泥堵口的关键工具。

氮化硅铁具有Si3N4的所有特性，含有的金属相Fe能促进烧结，在一定程度上又能解决Si3N4难烧结的问题，而且价格比Si3N4低廉，故对氮化硅铁在炮泥中应用的研究越来越多。

炮泥中的氮化硅铁在反应触媒一金属相Fe和碳的参与下反应生成Si2N2O、SiC和AlN新相，强化了炮泥的基质和组织结构，提高材料的中温和高温强度。而且，试样内部Si3N4氧化生成的SiO2活性较高，其能与材料中的Al2O3反应生成莫来石，更进一步提高高温强度及材料的耐冲刷性，延长出铁时间。高温下N2和CO等气体的逸出使试样中产生气孔，提高炮泥在实际使用过程中的开孔性能。同时，生成的N2和CO减少了炮泥与铁水接触界面的摩擦作用，而且一部分气体又贮存于气孔中，这双重作用均抑制了铁水及熔渣向炮泥中的渗入及蚀损，提高材料的抗侵蚀和渗透性能。

氮化硅铁在发达国家的高炉炮泥中得到普遍应用，使炮泥开堵性能得到了明显改善，满足高炉出铁的需要，成为现代化大高炉炮泥不可缺少的成分。日本在上世纪70年代开始使用氮化硅铁。国内应用氮化硅铁时间较短，宝钢首先在炮泥中添加氮化硅，使炮泥性能得到改善满足了宝钢炼铁的需要。国内其它钢厂基本上都在使用氮化硅铁，因为氮化硅铁的销售价格大约为氮化硅销售价格的一半，另外在使用性能上两者基本接近。近3年来，全国重点大型钢铁企业2000m3以上高炉堵口炮泥基本上都使用氮化硅铁。添加氮化硅铁的炮泥很好地满足了大型高炉的需要，使高炉出铁次数由18次普遍降低到12次，低的降到6次。炮泥的消耗量由1.2kg/吨铁降低到0.5kg/吨铁。

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