Определение механизма влияния нитрида ферросилиция (нитрида кремния) на свойства леточных масс доменных печей

Abstract

Чугунная летка — наиболее уязвимое место доменной печи. Она периодически нагревается до высоких температур, а затем резко охлаждается до температуры леточной массы, подаваемой в ее канал. Во время выпуска подвергается механическому и тепловому воздействиям жидких продуктов плавки и газов, а также подвергается абразивному износу раскаленным коксом. Многих проблем при эксплуатации летки можно избежать, если обеспечить постоянство геометрических размеров канала (длины и диаметра) во время выпуска, что положительно скажется на работе доменной печи и безопасности персонала. В свою очередь, стойкость канала чугунной летки главным образом зависит от качества применяемых леточных масс. Одним из ключевых компонентов в современной леточной массе является нитрид кремния (нитрид ферросилиция), имеющий превосходную стойкость при воздействии чугуна и шлака. На кафедре металлургии черных металлов ФГБОУ МГТУ им. Г. И. Носова проводятся эксперименты по определению механизма влияния нитрида кремния на свойства масс. Эксперименты продолжаются, но первые полученные результаты показывают, что различное содержание нитрида ферросилиция в леточной массе не влияет на ее объемную плотность. В канале летки и околеточном пространстве происходит разложение нитрида кремния с образованием вторичного карбида кремния. При наличии силицида железа, плавящегося при ~1200 ºC, образование карбида кремния происходит через расплав с выделением удлиненных кристаллов β-SiC, которые, вырастая, формируют переплетенную сеть. Эта сеть связывает воедино все огнеупорные компоненты леточной массы, образуя прочный, стойкий к эрозии каркас.

Tap hole is the most vulnerable place of blast furnace. It periodically heats up to high temperatures, and then it is sharply cooled up to the temperature of tap hole clay. During release is affected mechanical and thermal by liquid products of melting and gases, and also is exposed to abrasive wear the heated coke. Many problems at operation of a tap hole can be avoided if to provide constancy of the geometrical sizes of the channel (length and diameter) during tapping. This circumstance will positively affect operation of the blast furnace and safety of the personnel. Firmness of the channel of a tap hole mainly depends on the masses applied the tap hole clay. One of key components in modern tap hole clay is silicon nitride (ferrosilicon nitride) having excellent cast iron and slag resistant. On chair of Metallurgy of ferrous metals of Magnitogorsk state technical university of a name of G. I. Nosov experiments by definition of the mechanism of influence of silicon nitride on properties of tap hole clay. The first received results show that various content of ferrosilicon nitride in tap hole clay doesn't influence volume density. In the channel of a tap hole there is a decomposition of silicon nitride to formation of secondary silicon carbide. In the presence of iron silicide formation of silicon carbide happens through fusion to allocation of the extended crystals β-SiC which, form the bound network. This network of crystals connects together all fire-resistant components of tap hole clay, forming a strong framework resistant to an erosion.