Нітрид феросиліцію (FeSi₃N₄ / FeSiN)це високо{0}}функціональна добавка для Al₂O₃-SiC-C вогнетривких систем, найбільш широко застосовуваних у глині для вентиляційних отворів доменних печей, чавунних литках і високо{3}}температурних набивних сумішах. Синтезується високотемпературним-азотуваннямферосиліцій, він утворює щільні зв’язувальні фази нітриду кремнію під дією тепла, вирішуючи основні проблемні точки вогнетривів, такі як швидка ерозія, розтріскування при термічному ударі та сильне проникнення шлаку.
Порівняно з чистим нітридом кремнію (Si₃N₄), FeSi₃N₄ містить помірну металеву фазу заліза, що підвищує активність спікання, із значно нижчими витратами на сировину, зберігаючи при цьому відмінну -корозійну та -температурну міцність. Невідповідний сорт FeSi₃N₄, вміст азоту або розмір призведуть до частого розтріскування леткового отвору, короткого терміну служби та високої кількості вогнетривкого брухту.
Стандартні промислові марки та технічні характеристики FeSi₃N₄
Нітрид феросиліцію для вогнетривів відповідає глобальним металургійним вогнетривким стандартам YB/T 4239-2010, розділеним на три основні сорти, класифіковані за загальним вмістом азоту та загальним вмістом кисню.
| Покажчик | Стандарт N28 FeSi₃N₄ | Високий-N N30 FeSi₃N₄ | Низько-O Ultra-стабільний FeSi₃N₄ | Практичний вплив на вогнетриви |
|---|---|---|---|---|
| Загальний азот (TN) | 28–30% | 30–32% | 27–30% | Вищий N створює більше зв’язувальної мережі Si₃N₄, сильніший опір проникненню шлаку |
| Кристалічна фаза Si₃N₄ | 70–75% | 75–80% | 68–74% | Визначає гарячий модуль розриву вогнетривкої матриці при 1400–1650 град. |
| Вільне залізо (Fe) | 13–17% | 12–15% | 11–14% | Помірний Fe покращує спікання; надлишок Fe створює легко{0}}евтектичні домішки |
| Загальний кисень (O) | Менше або дорівнює 2,5% | Менше або дорівнює 2,0% | Менше або дорівнює 1,2% | Високий вміст кисню утворює внутрішні пори, прискорює ерозію та розтріскування гарячого металу |
| S / P Домішки | Менше або дорівнює 0,05% кожен | Менше або дорівнює 0,04% кожен | Менше або дорівнює 0,03% кожен | Надлишок S/P утворює крихкі фази низького-плавлення, скорочує цикл обслуговування випускного отвору на 30%+ |
| Загальні розміри частинок | порошок 200 меш | Дрібний порошок 200/325 меш | 325 меш над-дрібний порошок | Більш дрібний порошок забезпечує рівномірну дисперсію в глиняній матриці, відсутність слабких локальних зон |
Ключовий висновок: вищий вміст азоту не завжди означає кращу продуктивність. Навантаження на випуск печі, основность шлаку та бюджет сировини разом визначають оптимальний сорт FeSi₃N₄.
Основні функціональні переваги FeSi₃N₄ у глині та вогнетривах
Створення щільної нітридної зв’язувальної фази для високої гарячої міцності
При температурі випуску доменної печі (1450–1650 градусів) FeSi₃N₄ розкладається та осаджує безперервні мережі кристалів Si₃N₄ усередині глини для випускного отвору та ливарних плит. Це значно підвищує міцність у гарячому стані, запобігає розм’якшенню матриці під час тривалої-ерозії розплавленого чавуну та подовжує термін служби однієї летки на 20–40%.
Чудова стійкість до термічного удару для зменшення розтріскування
FeSi₃N₄ має низький коефіцієнт теплового розширення та чудову термоциклічну стабільність. Глина для кранів, змішана з кваліфікованим FeSi₃N₄, протистоїть багаторазовому швидкому нагріванню та охолодженню під час порційного врізання, суттєво зменшуючи поверхневі мікротріщини та об’ємні дефекти розколювання.
Потужна ефективність проти-проникнення шлаку та розплавленого заліза
Компактна нітридна матриця блокує лужний шлак і рідкий чавун від проникнення всередину вогнетривкого матеріалу. Це запобігає внутрішньому корозійному розширенню, що є основною причиною збільшення випускного отвору та нерівномірного випуску у великих доменних печах.
Сприяти низько{0}}температурному спіканню та підвищити компактність
Фаза вільного заліза всередині FeSi₃N₄ діє як допоміжний засіб для спікання, усуваючи недолік -спікання вогнетривів із чистого нітриду кремнію. Він допомагає глині для вентиляційних отворів утворювати щільний захисний шар при середній температурі без додаткових спікаючих добавок, стабілізуючи консистенцію партії продукту.
Неперевершена ціна-продуктивність порівняно з чистим Si₃N₄
Чистий нітрид кремнію має надбавку до ціни на 30–50%. FeSi₃N₄ забезпечує понад 90% вогнетривких характеристик Si₃N₄ за значно менших витрат на закупівлю, ставши універсальною основною добавкою для масового виробництва вогнетривів.
Таблиця відповідності FeSi₃N₄ за шкалою доменної печі та типом вогнетривкості
| Печ і вогнетривкий тип | Робочий стан печі | Рекомендована марка FeSi₃N₄ | Відповідний розмір частинок | Основна логіка відповідності |
|---|---|---|---|---|
| Малий BF кран глина (<1000m³) | Переривчастий випуск, низька основность шлаку | Стандарт N28 FeSi₃N₄ | порошок 200 меш | Збалансована продуктивність, найнижча вартість сировини для звичайної врізки |
| Глина середнього класу BF (1000–2000 м³) | Напів-безперервний випуск, помірна ерозія шлаку | N28 / N30 FeSi₃N₄ | 200 меш | Гнучке регулювання формули, стабільний щоденний цикл вибивання |
| Large High-Capacity BF Taphole Clay (>2000m³) | 24-годинний безперервний випуск, високо-основний корозійний шлак | Високий-N N30 FeSi₃N₄ | 200/325 меш | Високий вміст Si₃N₄ блокує сильне проникнення шлаку, зменшує швидкість ерозії леткового отвору |
| Ультра-безводна глина для водосливних країв | Строгий низький час простою, цільове тривале обслуговування | Низько-O Ultra-стабільний FeSi₃N₄ | 325 меш ультра-тонкий | Над-низький вміст кисню усуває внутрішні дефекти пор, подовжує цикл випускного отвору на 20%+ |
| Залізні канави та резервуари | Тривале-замочування шлаку, висока абразивність | Стандарт N28 FeSi₃N₄ | Дрібне зерно 0–1 мм | Покращує стійкість до -стирання та термічного удару |
| Високоміцні-Al₂O₃-SiC набивні суміші | Робочий шар-футеровки печі з високою температурою | N30 FeSi₃N₄ порошок | 200 меш | Підвищує гарячу міцність і анти{0}}окислювальну дію інтегральної підкладки |
Практичні вказівки щодо закупівлі та використання для максимізації переваг FeSi₃N₄
Для виробництва глиняних кранів
Стандартний коефіцієнт додавання: 8–18% FeSi₃N₄ від загальної ваги; підвищення до 15–18% для великих доменних печей з високим -шлаком
Послідовність змішування: додайте дрібний порошок FeSi₃N₄ разом із дрібним порошком оксиду алюмінію та сажею, щоб гарантувати повну рівномірну дисперсію
Правила зберігання: Зберігайте FeSi₃N₄ запечатаним у сухому складі; поглинання вологи збільшить загальний вміст кисню та послабить ефект зв’язування нітридів
Перевірка партії: вимагайте повний сертифікат CoA для кожної партії, перевірте TN, Si₃N₄, загальний вміст кисню та розмір частинок перед масовим виробництвом
Для звичайних вогнетривких бетонів і трамбувальних сумішей
Зіставте розподілені розміри (крупні + середні + дрібні зерна FeSi₃N₄) для підвищення компактності вогнетривкої продукції
Окреме зберігання різних марок FeSi₃N₄, щоб уникнути перехресного-забруднення та відхилення складу
Уникайте змішування FeSi₃N₄ із феросиліцієм низького -класу або некваліфікованою сировиною SiC
Нітрид феросиліцію (FeSi₃N₄) став незамінною функціональною добавкою для глини для випускних отворів доменної печі та високотемпературних вогнетривів Al₂O₃-SiC-C. Його подвійні переваги у зміцненні нітридного зв’язку та низькій{4}}вартості спікання перевершують чистий нітрид кремнію для більшості сценаріїв промислових печей.
Для невеликих і середніх звичайних доменних печей і загальних ливарних труб стандартний N28 FeSi₃N₄ (порошок 200 меш) забезпечує оптимальну-вартість. Великі доменні печі з безперервним випуском використовують високий вміст -азоту N30 FeSi₃N₄, щоб протистояти сильній ерозії шлаку та подовжити термін служби випускного отвору. Над-висока{8}}безводна глина для випускних отворів із над-високою{8}}кампанією потребує низьким{9}}кисневого над-дрібного FeSi₃N₄ для мінімізації дефектів утворення тріщин і проникнення.
Вибираючи цільові сорти та розміри FeSi₃N₄ відповідно до фактичних умов експлуатації печі, виробники вогнетривів можуть ефективно скоротити брак готової продукції, скоротити час простою на технічне обслуговування доменної печі та знизити комплексні витрати на виробництво сировини.
