Τι είναι το νιτρίδιο του σιδηροπυριτίου
Το νιτρίδιο του σιδηροπυριτίου, γραμμένο ως FeSi3N4, είναι ένα σύνθετο πρόσθετο του οποίου το κύριο συστατικό είναι το νιτρίδιο του πυριτίου συνοδευόμενο από ελεύθερο σίδηρο, μη νιτρωμένο σιδηροπυρίτιο και μικρές ποσότητες άλλων φάσεων. Οι πυρίμαχες ποιότητες παρέχονται ως γκρίζα λευκή ή καφέ σκόνη, ενώ οι ποιότητες χαλυβουργίας παρέχονται ως γκρίζοι λευκοί κόκκοι. Η περιεκτικότητα σε άζωτο του εμπορικού υλικού συνήθως κυμαίνεται από 20 έως 30 τοις εκατό, με πυρίτιο στο εύρος 45 έως 55 τοις εκατό και το υπόλοιπο κυρίως σίδηρο, αν και η ακριβής ανάλυση συμφωνείται μεταξύ προμηθευτή και αγοραστή για κάθε εφαρμογή.
Το υλικό παράγεται με ενάζωτο σιδηροπυριτίου σε υψηλή θερμοκρασία, γι' αυτό το προϊόν συνδυάζει τον πυρίμαχο χαρακτήρα του νιτριδίου του πυριτίου με την περιεκτικότητα σε σίδηρο που το καθιστά συμβατό με σκωρίες σιδηρουργίας και χαλυβουργίας.
Ρόλος στο Last Furnace Taphole Mud
Η μεγαλύτερη μεμονωμένη χρήση είναι ο πηλός που χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων υψικάμινων, όπου το νιτρίδιο του πυριτίου δρα ως φάση ενίσχυσης υψηλής θερμοκρασίας. Το νιτρίδιο αντιδρά με τα ανθρακούχα και αλουμίνα συστατικά της λάσπης κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης, έτσι το βύσμα αναπτύσσει μια πυκνή, ανθεκτική στην τριβή δομή που μπορεί να ανοίξει καθαρά με το χτύπημα και στη συνέχεια να διατηρήσει την πίεση μέχρι την επόμενη χύτευση. Τα ποσοστά προσθήκης είναι μέτρια, αλλά η επίδραση στην αξιοπιστία της πρίζας είναι δυσανάλογη.
Οι προσθήκες νιτριδίου του πυριτίου αυξάνουν επίσης τη θερμοκρασία μαλακώματος της λάσπης και μειώνουν τη διάβρωση γύρω από την οπή, γεγονός που επιμηκύνει τη διάρκεια ζωής της επένδυσης της εστίας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το νιτρίδιο του σιδήρου πυριτίου έχει γίνει απαραίτητο συστατικό της σύγχρονης λάσπης ανεμιστήρα μεγάλων υψικάμινων.
Χρήση σε χυτά χυτά και άλλα πυρίμαχα υλικά
Ένας μικρότερος όγκος πηγαίνει σε υλικά γούρνας και σε άμορφα ή άμορφα πυρίμαχα υλικά, όπου το νιτρίδιο βελτιώνει τη θερμική αντοχή και την αντίσταση στον λιωμένο σίδηρο. Οι επενδύσεις κοίλων με μικρή προσθήκη νιτριδίου εμφανίζουν καλύτερη ροή ζεστού μετάλλου, μικρότερη συσσώρευση κρανίου και πιο αργή φθορά από πυρίμαχα από το ίδιο μείγμα χωρίς αυτό, επειδή η φάση νιτριδίου περιορίζει την αντίδραση μεταξύ της επένδυσης και του σιδήρου. Η ίδια χημεία χρησιμοποιείται σε μίγματα πυροβόλων όπλων και σε χυτές που αντιμετωπίζουν σκωρίες στη σιδηρουργία και τις υπηρεσίες χυτηρίου.
Προσθήκες Αζώτου στη Χαλυβουργία
Στη χαλυβουργία, το νιτρίδιο του σιδήρου πυριτίου χρησιμεύει ως φορέας αζώτου και ενισχυτικός παράγοντας. Ο χάλυβας πυριτίου με προσανατολισμό σε κόκκους χρησιμοποιεί άζωτο κατά τη δευτερογενή ανακρυστάλλωση, όπου τα λεπτά νιτρίδια καθιζάνουν τον έλεγχο της ανάπτυξης των κόκκων και την ανάπτυξη του απότομου προτιμώμενου προσανατολισμού που δίνει στο προϊόν χαμηλή μαγνητική απώλεια. Ο ηλεκτρικός χάλυβας αυτού του τύπου καθορίζεται στο GB/T 2521, το οποίο θέτει τα όρια μαγνητικής απώλειας και επαγωγής που πρέπει να ικανοποιεί το βήμα ελέγχου αζώτου.
Άλλες ποιότητες χάλυβα βασίζονται επίσης στην κατακρήμνιση νιτριδίων για αντοχή. Οι μικροκραματωμένοι χάλυβες και οι χάλυβες που φέρουν άζωτο χρησιμοποιούν στοιχεία σχηματισμού νιτριδίου μαζί με άζωτο για να φτάσουν στο απαιτούμενο επίπεδο αντοχής χωρίς προσθήκη άνθρακα, και η κατηγορία ράβδων HRB400 είναι ένα πολύ γνωστό παράδειγμα προϊόντος όπου οι προσθήκες αζώτου υποστηρίζουν τον βαθμό αντοχής που ορίζεται στο GB/T 1499.2. Το νιτρίδιο του σιδηροπυριτίου προστίθεται κανονικά σε κοκκώδη μορφή με ελεγχόμενο εύρος μεγεθών, έτσι ώστε η ανάκτηση να είναι προβλέψιμη και το άζωτο να διαλύεται πριν το χτύπημα.
Βαθμοί και Οδηγίες Επιλογής
| Βαθμός | Μορφή και μέγεθος | Κύρια χρήση |
|---|---|---|
| Πυρίμαχο βαθμό | Σκόνη, λεπτό μέγεθος | Λάσπη από ταφόλια, χυτές γούρνες, μίγματα πυροβολισμών |
| Βαθμός χαλυβουργίας | Κοκκία, ελεγχόμενο εύρος μεγέθους | Προσθήκη αζώτου σε χάλυβα, προσανατολισμένος χάλυβας πυριτίου |
| Περιεκτικότητα σε άζωτο | Συνήθως 20 έως 30 τοις εκατό | Ρυθμίζεται από την απαιτούμενη ανάκτηση αζώτου στο τήγμα |
| Περιεκτικότητα σε πυρίτιο | Συνήθως 45 έως 55 τοις εκατό | Συμβάλλει το πυρίτιο στη σκωρία και το μέταλλο |
Επειδή το νιτρίδιο του σιδήρου πυριτίου είναι κατασκευασμένο από σιδηροπυρίτιο και κοστίζει αισθητά λιγότερο από το καθαρό νιτρίδιο του πυριτίου, ενώ προσφέρει συγκρίσιμες επιδόσεις σε υπηρεσίες λάσπης και χύτευσης, οι περισσότερες μονάδες σιδηρουργίας τυποποιούνται στην ποιότητα σιδήρου. Στη συνέχεια, η επιλογή βασίζεται στην περιεκτικότητα σε άζωτο, το μέγεθος και το επίπεδο ελεύθερου σιδήρου και κάθε παρτίδα θα πρέπει να συνοδεύεται από πιστοποιητικό ανάλυσης.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Ποια είναι η σύνθεση του νιτριδίου του σιδήρου πυριτίου;
Είναι ένα μείγμα με βάση το νιτρίδιο του πυριτίου με ελεύθερο σίδηρο και μη νιτρωμένο σιδηροπυρίτιο, που συνήθως περιέχει 20 έως 30 τοις εκατό άζωτο και 45 έως 55 τοις εκατό πυρίτιο.
Ε: Γιατί προστίθεται στη λάσπη υψικαμίνου;
Η φάση νιτριδίου ενισχύει το βύσμα μετά την πυροσυσσωμάτωση, βελτιώνει την απόδοση βουλώματος της θυρίδας και μειώνει τη διάβρωση της επένδυσης της εστίας.
Ε: Βοηθά την ποιότητα του χάλυβα καθώς και τα πυρίμαχα;
Ναί. Το κοκκώδες νιτρίδιο σιδηροπυριτίου είναι ένας φορέας αζώτου που χρησιμοποιείται σε χάλυβα προσανατολισμένου πυριτίου και σε ποιότητες χάλυβα που φέρουν άζωτο, όπου η καθίζηση νιτριδίου παρέχει ενίσχυση.
Ε: Ποιες ποιότητες προϊόντων κατασκευάζονται;
Πυρίμαχη σκόνη για λάσπη, χυτά υλικά και μίγματα πυροβολισμού και κόκκους ποιότητας χάλυβα με ελεγχόμενο εύρος μεγέθους για προσθήκες στο τήγμα.
Ε: Είναι το νιτρίδιο του σιδηροπυριτίου το ίδιο με το νιτρίδιο του πυριτίου;
Όχι. Περιέχει ως κύρια φάση νιτρίδιο του πυριτίου αλλά και ελεύθερο σίδηρο και μη νιτρωμένο σιδηροπυρίτιο και κοστίζει πολύ λιγότερο από το καθαρό νιτρίδιο ενώ έχει συγκρίσιμη απόδοση στη λάσπη.
Ε: Πώς γίνεται η δοσολογία του υλικού;
Η δοσολογία εξαρτάται από τον στόχο αζώτου και την ανάκτηση της προσθήκης, επομένως το επίπεδο ρυθμίζεται για κάθε θερμότητα και ποιότητα και επαληθεύεται με ανάλυση του τελικού προϊόντος.
