ผลของการเติมเฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์ต่อคุณภาพเหล็ก

Ferrosilicon Nitride เป็นตัวพาไนโตรเจนและซิลิคอน

เฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์เป็นเฟอร์โรอัลลอยที่มีเฟสหลักคือซิลิคอนไนไตรด์ (Si3N4) พร้อมด้วยเหล็กอิสระและส่วนประกอบอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย โดยจะถูกส่งไปยังโรงงานเหล็กและผู้ผลิตวัสดุทนไฟเป็นวัสดุ-สีขาวหรือสีน้ำตาล: ผงสำหรับวัสดุทนไฟ และผลิตภัณฑ์ที่เป็นเม็ดสำหรับการผลิตเหล็ก เนื่องจากให้ไนโตรเจนและซิลิกอนในการเติมเพียงครั้งเดียว จึงถูกนำมาใช้ในการหล่อเหล็กแบบพิเศษ ในดินเหนียวรูพรุนปราศจากน้ำ และในธัญพืช-การผลิตเหล็กเส้นที่ผ่านการกลั่น

การเติมเฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์ลงในเหล็กหลอมเหลวจะทำงานสองอย่างพร้อมกัน ไนโตรเจนที่ขนส่งจะละลายลงในของเหลวและตกตะกอนเป็นอนุภาคไนไตรด์ขนาดเล็กในเวลาต่อมา ในขณะที่ซิลิคอนทำหน้าที่เป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์อย่างแรง รวมกับออกซิเจนที่ละลายน้ำ และลดภาระออกซิเจนบนของเหลว ซิลิคอนที่ยังคงอยู่ในสารละลายจะช่วยเพิ่ม-สารละลายให้แข็งแกร่งขึ้น

ผลของไนโตรเจนต่อการแข็งตัวและคุณสมบัติสุดท้าย

การปรับแต่งเกรน:ไนโตรเจนรวมกับตัวสร้างไนไตรด์ที่แข็งแกร่งเพื่อผลิตอนุภาคไนไตรด์ที่ละเอียดและกระจายตัว ซึ่งจะปักหมุดขอบเขตของเกรนระหว่างการแข็งตัวและการอุ่นซ้ำ

ความแข็งแกร่ง:การกระจายตัวแบบละเอียดจะเพิ่มผลผลิตและความต้านทานแรงดึง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้โลหะผสมไนโตรเจนถูกนำไปใช้กับเกรดเหล็กเส้นรีดร้อน- เช่น HRB400 และเหล็กพิเศษ

ความต้านทานการคืบคลาน:เนื่องจากไนไตรด์ตกตะกอนที่ขอบเขตของเกรน พวกมันยังเพิ่ม-เกรนที่มีอุณหภูมิสูง-ความแข็งแกร่งของขอบเขตและปรับปรุงประสิทธิภาพการคืบ

การชุบแข็งพื้นผิว:การทำไนไตรด์ที่พื้นผิวเหล็กจะเพิ่มความแข็งและความต้านทานต่อการสึกหรอ และปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน แม้ว่าผลกระทบของไนโตรเจนที่ตกค้างเพียงอย่างเดียวต่อความต้านทานการกัดกร่อนในปริมาณมากจะเล็กน้อยก็ตาม

ความเสี่ยงต่อความชรา:ในเหล็กเหนียว ไนโตรเจนที่ตกค้างซึ่งไม่ได้รับการควบคุมอาจทำให้เกิดการเสื่อมสภาพและการเปราะ ดังนั้นการเติมไนโตรเจนจะต้องตรงกับเกรดที่ผลิต

ผลกระทบของซิลิคอนต่อคุณภาพเหล็ก

ซิลิคอนละลายได้ทั้งเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ และเป็นหนึ่งในสารเสริมความแข็งที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด-สำหรับผู้ผลิตเหล็ก ผลการเสริมความแข็งแกร่งของมันเป็นอันดับสองรองจากฟอสฟอรัส และแข็งแกร่งกว่าแมงกานีส นิกเกิล โครเมียม ทังสเตน โมลิบดีนัม หรือวานาเดียมในระดับการเติมที่เท่ากัน

ซิลิคอนยังเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพในลักษณะที่สำคัญสำหรับเหล็กไฟฟ้า กล่าวคือ ลดความหนาแน่น ค่าการนำความร้อน และค่าการนำไฟฟ้า ส่งเสริมการแข็งตัวของเม็ดเฟอร์ไรต์ ลดแรงบีบบังคับและการสูญเสียฮิสเทรีซีสของแม่เหล็ก และเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านในสนามแม่เหล็กอ่อน ข้อเสีย-คือการลดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กภายใต้สนามแม่เหล็กแรง เนื่องจากซิลิคอนเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์ที่แรง จึงช่วยลดผลกระทบจากแม่เหล็กที่เกิดจากการละลายของออกซิเจนและไนโตรเจนอีกด้วย

พารามิเตอร์ข้อกำหนดทั่วไป

ปริมาณไนโตรเจนและการกระจายขนาดอนุภาคเป็นพารามิเตอร์สองตัวที่ควบคุมการคืนสภาพในทัพพีได้อย่างเข้มงวดที่สุด การเติมแบบหยาบจะละลายได้ช้ากว่าและให้การฟื้นตัวที่ต่ำกว่าแต่สามารถคาดการณ์ได้มากกว่า ในขณะที่วัสดุละเอียดจะละลายเร็วกว่าแต่มีแนวโน้มที่จะสูญเสียไปกับตะกรันและการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวหลอมละลาย

เอกสารการใช้งานสำหรับผู้ผลิตเหล็กและผู้ผลิตวัสดุทนไฟ

ในการผลิตเหล็ก ปกติแล้วจะมีการเติมเฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์ระหว่างการกรีดหรือในทัพพี เพื่อให้ไนโตรเจนมีเวลาละลายก่อนการหล่อ อัตราการเติมถูกกำหนดโดยระดับไนโตรเจนเป้าหมายสำหรับเกรดนั้นๆ แทนที่จะเป็นสูตรตายตัว เนื่องจากการคืนสภาพไนโตรเจนขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเหล็ก อุณหภูมิ การปฏิบัติของตะกรัน และการมีอยู่ของตัวสร้างไนไตรด์อื่นๆ

ในวัสดุทนไฟ เฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์ถูกนำมาใช้ในดินเหนียวรูพรุนชนิดไม่มีน้ำและในสารหล่อที่มีฐานแมกนีเซีย- ซึ่งมีความเสถียรต่ออุณหภูมิสูง-และพฤติกรรมการทำปฏิกิริยากับเมทริกซ์จะควบคุมคุณสมบัติของวัสดุบุผิวที่ใช้งาน แนะนำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นเม็ดเมื่อต้องมีการควบคุมการปล่อยไนโตรเจน

ปริมาณองค์ประกอบในการเติมเหล็กใดๆ จะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด การเติมไนโตรเจนทั้งภายใต้-การเติมและมากเกินไป-จะทำให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความเหนียว ดังนั้นการปฏิบัติในพืชจึงควรผูกประจุเฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์กับเป้าหมายไนโตรเจนที่ได้รับการตรวจสอบแล้วและกับการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ตามปกติ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: เฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์ใช้ทำอะไร
ใช้เป็นตัวพาไนโตรเจนและซิลิคอนในการผลิตเหล็กและเป็นวัตถุดิบในวัสดุทนไฟ รวมถึงดินเหนียวไร้น้ำและสารหล่อที่มีส่วนประกอบหลัก-

ถาม: ไนโตรเจนในเฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์มีผลกระทบต่อเหล็กหลอมเหลวอย่างไร
ไนโตรเจนละลายไปในการหลอมละลายและตกตะกอนเป็นไนไตรด์ละเอียด กลั่นเมล็ดพืชและเพิ่มความแข็งแรง -เกรนอุณหภูมิสูง- ความแข็งแรงขอบเขตและความต้านทานการสึกหรอ

ถาม: เฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์ทำหน้าที่เป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์หรือไม่
ใช่. ปริมาณซิลิกอนจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่ละลายในเหล็กหลอมเหลว และกำจัดออกซิเจนส่วนเกินออกไป ซึ่งยังช่วยลดการเสื่อมสภาพของสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจน-ในเหล็กไฟฟ้าอีกด้วย

ถาม: เหล็กชนิดใดที่ได้ประโยชน์จากเฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์มากที่สุด
เหล็กเส้นที่ผ่านการขัดสีแบบเกรน- เช่น HRB400 เหล็กไฟฟ้าเชิงซิลิคอน-ที่ใช้สำหรับคุณสมบัติทางแม่เหล็ก และเหล็กพิเศษที่ควบคุมระดับไนโตรเจนจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียว

ถาม: เฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์มีจำหน่ายขนาดใดบ้าง
เกรดการผลิตเหล็กมักจะจัดจำหน่ายเป็นเม็ดขนาดต่างๆ เช่น 0-3 มม., 1-10 มม. และ 10-50 มม. ในขณะที่เกรดทนไฟจะถูกจัดหาเป็นผงหรือเป็นก้อน รวมถึงวัสดุ 10-100 มม. สำหรับงานพิเศษ

ถาม: เฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์มากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพเหล็กได้หรือไม่
ใช่. ไนโตรเจนตกค้างที่ไม่สามารถควบคุมได้ในเหล็กเหนียวอาจทำให้เกิดการเสื่อมสภาพและการเปราะ ดังนั้น การเติมจะต้องสอดคล้องกับเป้าหมายไนโตรเจนของเกรด

ถาม: เกรดทนไฟและเกรดเฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์สำหรับการผลิตเหล็กแตกต่างกันอย่างไร
เกรดทนไฟมีจำหน่ายเป็นผงสีขาว-หรือสีน้ำตาลสำหรับดินเหนียวและระบบหล่อได้ ในขณะที่เกรดการผลิตเหล็กเป็นผลิตภัณฑ์เม็ดสีขาว-ที่ออกแบบมาเพื่อการรับไนโตรเจนอย่างรวดเร็วและควบคุมได้ในทัพพี