Ferro Silicon Nitride katika Utengenezaji wa Chuma

Katika madini ya kisasa ya sekondari, udhibiti sahihi wa nitrojeni hauzingatiwi tena hatari ya uchafu — imekuwa mkakati muhimu wa kuunganisha microalloying. Watengenezaji chuma wanapotafuta njia za gharama nafuu za kufikia viwango vikali vya kiufundi vya upau wa nguvu ya juu (kama vile HRB500 na HRB600), karatasi za magari, na vyuma vya miundo, viungio vya jadi vinavyobeba nitrojeni vinazidi kubadilishwa na ferroalloy za syntetisk zenye utendaji wa juu.

Miongoni mwao,Ferro Silicon Nitride (Fe-Si₃N₄)imejiimarisha kama nyongeza ya aloi ya lazima na deoxidizer. Mwongozo huu wa kiufundi unachunguza mifumo ya kemikali ya nitridi ya silicon ya ferro katika chuma kioevu, faida zake za metallurgiska juu ya wabebaji wa nitrojeni wa kawaida, na vigezo muhimu vya ubora wa ununuzi wa viwandani.
 

Ferro Silicon Nitride ni nini (Fe-Si₃N₄)?

Ferro silicon nitridi ni ferroalloy ya mchanganyiko iliyotengenezwa kupitia nitridi ya moja kwa moja ya halijoto ya juu ya poda ya ferrosilicon (FeSi75) chini ya angahewa ya nitrojeni iliyoshinikizwa:

Nyenzo inayotokana inajumuisha zaidi nitridi ya silicon (β-Si₃N₄na α-Si₃N₄) awamu zimefungwa kwa karibu ndani ya matrix ya suluhisho la chuma (Fe). Uwepo wa chuma cha metali huboresha kwa kiasi kikubwa nyenzo na #39; msongamano wa wingi, unyevunyevu, na kinetiki za kuyeyuka katika chuma kilichoyeyushwa ikilinganishwa na poda safi ya nitridi ya silicon, ambayo huelekea kuelea kutokana na msongamano wa chini.

Mbinu za Kutenga katika Metallurgy ya Sekondari

Wakati nitridi ya silicon ya ferro inapoingizwa kwenye tanuru ya ladle (LF) au wakati wa kugonga, husababisha athari mbili za metallurgiska kwa wakati mmoja:

Urejeshaji wa Nitrojeni ya Juu na Inayotabirika

Sindano ya nitrojeni ya gesi mara nyingi husababisha viwango vya ufyonzaji visivyokuwa vya kawaida (kawaida chini ya 20% hadi 35%) na uoksidishaji mkali wa splash. Kinyume chake, nitrojeni katika Fe-Si₃N₄imefungwa kwa kemikali. Aloi inapoyeyuka katika chuma kilichoyeyushwa kwa 1,550° C hadi 1,650°C, nitrojeni huyeyuka moja kwa moja kwenye kuyeyuka bila kuanzisha hidrojeni au unyevu usiohitajika.

Uboreshaji wa Miundo Midogo (Uimarishaji wa Ukumbi-Petch)

Nitrojeni iliyoyeyushwa humenyuka pamoja na vipengee vidogo vidogo kama vile Vanadium, Alumini, Niobium na Titanium wakati wa kupoeza na kuviringika na kutengeneza mvua nzuri ya kabonitridi:

• Ubandikaji wa Mpaka wa Nafaka:Mvua za Nanoscale za V(C,N) na AlN huzuia ukuaji wa nafaka ya austenite wakati wa kupasha joto upya na kuviringisha moto.
• Ugumu wa Mvua:Chembe zilizotawanywa huzuia harakati za kutenganisha kwenye tumbo la feri, na kuongeza nguvu ya mavuno bila kuacha ugumu wa athari ya halijoto ya chini.

Manufaa Muhimu ya Uendeshaji kwa Viwanda vya Chuma

Kupunguza Matumizi ya Vanadium katika Upau wa Nguvu ya Juu

Katika utengenezaji wa upau wa mtetemo wa nguvu ya juu (kwa mfano, HRB400E, HRB500E), nitrojeni huongeza ufanisi wa mvua wa Vanadium. Kwa kuongeza 0.010% hadi 0.015% [N] kupitia nitridi ya silicon ya ferro, vinu vya chuma vinaweza:

• Punguza nyongeza za Ferrovanadium (FeV) au Vanadium Nitrogen (VN) kwa 30% hadi 45%.
• Fikia nguvu ya mavuno inayofanana au ya juu zaidi (R_eH) na nguvu ya mkazo (R_m).
• Gharama ya chini ya jumla ya aloi kwa kila tani ya metriki ya chuma kioevu kwa $8 hadi $18 USD.

Chuma Safi na Mijumuisho ya Jumla iliyopunguzwa

Kutolewa kwa wakati mmoja kwa silicon hutoa deoxidation ya ndani kwenye tovuti ya kuongeza. Dioksidi ya silicon inayozalishwa hujumlishwa na mtiririko uliopo ili kuunda slag ya kiwango cha chini cha kuyeyuka, ambayo huelea kwa kasi, na kupunguza inclusions hatari za macroscopic zisizo za metali.

Nyenzo Mbichi Muhimu kwa Silicon Steel Inayoelekezwa kwa Nafaka (CRGO)

Katika uzalishaji wa chuma cha umeme, nyongeza zinazodhibitiwa za nitrojeni zinahitajika ili kuunda sulfidi za manganese zilizotawanywa vizuri (MnS) na nitridi za alumini (AlN), ambazo hufanya kama vizuizi muhimu vya ukuaji wa nafaka wakati wa urekebishaji wa pili.

Kemikali na Ampea ya Kawaida; Vipimo vya Kimwili

Nitridi ya silicon ya feri ya viwandani imeainishwa kulingana na maudhui yake ya nitrojeni na umbo halisi (vidonge vya kuchaji tanuru dhidi ya poda iliyoimarishwa kwa utengenezaji wa waya wa cored).
 

Mbinu za Kuongeza: Waya ya Cored dhidi ya Nyongeza ya Ngazi ya Wingi

Ukaguzi wa ubora wa poda ya nitridi ya silicon

Wakati wa kutathmini mtengenezaji wa nitridi ya silicon ya ferro nje ya nchi, weka kipaumbele vigezo vya ubora vifuatavyo wakati wa ukaguzi wa kiufundi:

1. Chuma cha Bure (Fe_bure) dhidi ya Chuma kilichofungwa:Chuma cha metali kisicho na ziada kinaweza kusababisha utengano. Bidhaa ya ubora wa juu ina nitridi zilizotawanywa kwa usawa.
2. Maudhui ya Unyevu (≤ 0.2%):Unyevu ni vekta ya msingi ya kuchukua hidrojeni katika chuma kilichoyeyuka. Thibitisha kuwa msambazaji hutumia utando wa ndani wa polyethilini usio na unyevu katika mifuko ya wingi ya tani 1.
3. Msongamano unaoonekana (≥ 3.0 g/cm³):Msongamano wa juu huhakikisha nyenzo hukata safu ya slag na kuingia kwenye tumbo la chuma badala ya kuwaka kwenye kiolesura cha slag-hewa.
4. Mashambulizi ya Watu wa Tatu:Omba COAs za kundi (Vyeti vya Uchambuzi) vinavyoonyesha maudhui ya nitrojeni yaliyothibitishwa kwa kutumia mbinu za kuunganisha gesi ajizi (LECO).