作者：张美杰 1),倪康祥 1),顾华志 1), 夏秋林1),李国群 2),虞畅 2)

作者单位：1)武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉 430081 2)浙江红鹰集团股份有限公司浙江湖州 313000

刊名：耐火材料

ISSN：1001-1935

出版年：2019-08-16

卷：53

期：4

起页：247

止页：253

分类号：

语种：中文

关键词：干熄焦炉,AlN晶须,Al粉,莫来石-碳化硅

内容简介

为了提高干熄焦炉斜道支柱用耐火材料的强度与韧性，在莫来石-碳化硅耐火砖中引入不同量的Al粉（其质量分数分别为2%、4%、6%和8%），并研究了Al粉粒径（中位粒径分别为74、38和13 μm）、氮化温度（600、850、1 000和1 200 ℃）及催化剂（分别为纳米Fe粉与氮化硅铁，外加质量分数均为0.5%）对其在氮气气氛下烧成后结构与性能的影响。结果表明：随着Al粉加入量的增加，试样的高温抗折强度逐步提高，Al粉的加入量（w）为6%时，其高温抗折强度可达41.3 MPa，是普通莫来石-碳化硅耐火砖的3倍以上；在5 MPa载荷作用下，经7次循环后，1 400 ℃时普通莫来石-碳化硅耐火砖试样发生断裂，而添加Al粉的试样在18 MPa载荷作用下还可继续承受载荷循环作用；升温至800 ℃左右，材料中的Al与N2反应生成AlN，继续升高温度或延长保温时间，生成了AlN晶须；添加微量的纳米Fe粉催化剂，600 ℃氮化气氛处理后即生成了AlN，850 ℃形成了AlN晶须，从而使试样的强度和韧性显著提高。综合考虑各项性能，Al粉的适合加入量为6%（w），最佳Al粉的中位粒径为38 μm，最佳催化剂为纳米Fe，其对应的最佳氮化温度为850 ℃。