氮化鋯(ZrN)是一種難溶化合物，呈金黃色晶體粉末。熔點(diǎn)2352，沸點(diǎn)4377，密度6.96。分解溫度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有很好的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性，應(yīng)用于原子能工業(yè)反應(yīng)堆保護(hù)層合金材料(也可提煉核級(jí)鋯)，航天航空火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴射口的耐高溫合金材料，國(guó)防火炮、導(dǎo)彈的合金材料，也是石油化工還原性氯化物反應(yīng)器或容器的耐腐性材料，還是良好的高溫結(jié)構(gòu)材料，也用作特高溫電爐內(nèi)襯的耐火耐高溫材料，還用作耐壓耐高溫真空熔煉爐的爐襯材料，也是超硬工具材料及表面保護(hù)材料。

氮化鋯在電爐爐襯上的應(yīng)用

1.2鐵合金電爐爐襯的分析

鐵合金冶煉過(guò)程是一個(gè)高溫條件下物理化學(xué)過(guò)程，鐵合金的爐體構(gòu)造必須充分滿足使用的特殊條件的需要，尤其是電爐爐襯更為重要部分，在冶煉過(guò)程中不僅承受強(qiáng)烈的高溫作用(1400~1800℃)，還要承受爐料、高溫爐氣、熔融鐵水和高溫爐渣的物理化學(xué)侵蝕和機(jī)械摩擦沖刷，因而易被熔化、軟化、溶燭甚至崩裂，爐襯的損壞會(huì)直接影響到冶煉過(guò)程的正常進(jìn)行。

為了保證鐵合金冶煉能在高溫條件下有效進(jìn)行，必須使用特殊材料來(lái)砌筑電爐爐襯，因此要求：①有較高的耐火度，能耐高溫;②在高溫低溫下都有足夠的強(qiáng)度;③能承受溫度激變不致?lián)p壞，即具有很高的耐激冷激熱性;④有足夠的耐化學(xué)腐蝕性;⑤熱容量大，導(dǎo)熱學(xué)數(shù)要小，也就是絕熱性能好;⑥體積膨脹學(xué)數(shù)小;⑦有一定的導(dǎo)電性或絕緣性。

1.3鐵合金電爐爐襯材質(zhì)

根據(jù)冶煉品種和渣型制度等因素，通常選用鎂質(zhì)耐火材料和碳質(zhì)耐火材料，以及高鋁磚、粘土磚、耐火混凝土等等。

①鎂質(zhì)耐火材料

一般含MgO80~85%以上，常用有鎂砂、鎂磚、鎂鋁磚、鎂硅磚等。其耐火度高達(dá)2000℃，對(duì)堿性渣有極好的抗侵蝕能力，導(dǎo)熱系數(shù)和高溫下的導(dǎo)電系數(shù)較大荷重軟化點(diǎn)較低(1470~500℃);耐激冷激熱性差(僅1~2次);高溫下會(huì)因水或水蒸汽的作用發(fā)生粉化。為了克服鎂磚荷重軟化溫度低，耐急冷急熱性差的問(wèn)題，采用鎂鉻磚或鎂鋁磚棚筑爐頂。再將氮化鋯粉混合在用無(wú)水乙醇稀釋膠體溶液液中，刷在鎂磚的表面，要刷得均勻，再將作為補(bǔ)爐襯料和搗打料使用的冶金鎂砂，配上四分之一的氮化鋯粉，修補(bǔ)爐墻、爐底、堵眼或制作打結(jié)錠模用材料，經(jīng)過(guò)氮化鋯處理過(guò)的爐襯能提高2~3倍的使用壽命。

②碳質(zhì)耐火材料

以碳或碳化合物為基本組成物所組成的耐火材料，常用石墨碳磚、碳化硅等，其耐火度高達(dá)3000~4000℃(只要不氧化就不會(huì)壞)、抗壓強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)少、耐磨性好(高溫下機(jī)械強(qiáng)度不降低)、對(duì)酸堿都不怕、荷重轉(zhuǎn)化溫度高、耐急冷急熱性好，不裂紋而且抗渣性特別好。但是碳磚在高溫時(shí)極易氧化，有空氣和氧化性氣體水蒸汽等接觸時(shí)500℃開(kāi)始氧化，溫度升高氧化極快，容易被某些元素所侵蝕。導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)電系數(shù)較大，對(duì)保持爐體的熱慣性和絕緣性不利。使用氮化鋯粉混合在用無(wú)水乙醇稀釋膠體溶液的液漿，均勻刷在碳磚表面，能很好的隔離氧化氣體，水蒸汽的侵蝕氧化，也防止其他元素的侵蝕，如在背面再刷一層能起到更好的隔熱性和絕緣性能，使碳襯的使用壽命提高到3倍以上。

氮化鋯在電爐行業(yè)的推廣應(yīng)用

由于氮化鋯具有熔點(diǎn)高，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能好等特點(diǎn)，再加上是粉末狀，能與冶金鎂砂，石墨粉很好的混合，作為補(bǔ)爐襯料和搗打料，打結(jié)爐底料、修補(bǔ)爐墻、爐底、堵眼或制作打結(jié)錠模料等，能起到很好的作用，提高爐襯的強(qiáng)度耐腐度，耐磨度，提高爐襯的使用壽命，由氮化鋯粉混合在用無(wú)水乙醇稀釋膠體溶液成的漿液，刷在爐襯的表面起到了耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗氧化、抗水蒸汽接觸碳磚，使電爐的壽命提高了3倍之多，如果能與爐襯材料熔合起來(lái)制作即會(huì)有更好的效果。但由于氮化鋯是新產(chǎn)品新材料，大家對(duì)它還是不熟悉，所以需要加大宣傳力度，國(guó)外已經(jīng)使用了一段時(shí)間，有著非常好的效果，在國(guó)外把它當(dāng)作保密技術(shù)全部封鎖起來(lái)，因此在報(bào)導(dǎo)和文獻(xiàn)上很少披露。

結(jié)語(yǔ)

氮化鋯是冶金有色行業(yè)的新材料，由于它的優(yōu)異性能對(duì)電爐爐襯起到延長(zhǎng)壽命的作用非常清晰讓我們盡快的使用起來(lái)，為了提高鐵合金電爐爐襯的使用壽命，改變我國(guó)鐵合金電爐爐襯的新材料的應(yīng)用，有著非常重大的意義，同時(shí)還能節(jié)省成本，創(chuàng)造更好的效益。