फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड FeSi3N4: इस्पात निर्माण और रेफ्रेक्ट्रीज़ में संरचना, रूप और लाभ

फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड FeSi3N4 वास्तव में क्या है

फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड एक नाइट्रोजन युक्त फेरोलॉय है जिसमें नाइट्रोजन को गैस या नाइट्रेट नमक के रूप में ले जाने के बजाय सिलिकॉन नाइट्राइड चरण के अंदर रासायनिक रूप से बांधा जाता है। एक वाणिज्यिक लॉट को सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4 चरण जो सामग्री को इसका नाम देता है), मुक्त लोहा, थोड़ी मात्रा में नाइट्राइडेड फेरोसिलिकॉन और कुछ अवशिष्ट घटकों के रूप में वर्णित किया गया है। वह संरचना दुकान के फर्श पर मायने रखती है: मिश्र धातु को सामान्य फेरोसिलिकॉन के लिए उपयोग किए जाने वाले समान उपकरण के साथ संग्रहित, तौला और चार्ज किया जा सकता है, फिर भी यह अभी भी स्टील स्नान या दुर्दम्य निकाय के अंदर अपना नाइट्रोजन वितरित करता है जहां नाइट्रोजन वास्तव में वांछित है।

निर्माता आम तौर पर दो भौतिक परिवारों की पेशकश करते हैं। दुर्दम्य {{1}ग्रेड सामग्री एक ऑफ-{2}सफेद से भूरे रंग का पाउडर है जो आसानी से टैपहोल मिट्टी, गनिंग मिश्रण और कार्बन युक्त ईंटों में मिश्रित हो जाती है। स्टीलमेकिंग ग्रेड सामग्री एक सफेद दानेदार उत्पाद है जो तरल स्टील में जल्दी और अनुमानित रूप से घुल जाता है। दोनों परिवारों को एकल नाइट्रोजन आंकड़े के बजाय एक रासायनिक विनिर्देश के अनुसार बेचा जाता है, क्योंकि यह सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और अवशिष्ट तत्वों का संतुलन है जो यह तय करता है कि किसी दिए गए ताप में योजक कैसे व्यवहार करता है।

विशिष्ट संरचना और उपलब्ध प्रपत्र

पैरामीटर	विशिष्ट वितरित मूल्य	टिप्पणी
सी	75%	नाइट्राइड चरण को ले जाने वाला सिलिकॉन {{0}समृद्ध आधार
अल	1.5-2.0%	डीऑक्सीडेशन के दुष्प्रभावों को सीमित करने के लिए नियंत्रित
C	अधिकतम 0.2%	निम्न कार्बन निम्न -कार्बन स्टील ग्रेड के लिए उपयुक्त होता है
S	0.02% अधिकतम	पुनर्गंधकीकरण से बचने के लिए सल्फर को कम रखा गया
P	0.04% अधिकतम	कठोरता के लिए फॉस्फोरस को कम रखा गया
रूप	गांठ, दाना, पाउडर	स्टील के लिए दाना, अपवर्तक के लिए पाउडर
नाइट्रोजन वाहक	Si3N4 चरण	रासायनिक रूप से बंधा हुआ, गैर-गैसीय

पाउडर मार्ग दुर्दम्य उत्पादकों के लिए उपयुक्त है, जिन्हें मिट्टी, एल्यूमिना या कार्बन के मैट्रिक्स के माध्यम से नाइट्राइड को बारीक रूप से फैलाने की आवश्यकता होती है। दानेदार मार्ग उन स्टील निर्माताओं के लिए उपयुक्त है जो मिश्र धातु को एक करछुल या टैपिंग स्ट्रीम में जोड़ते हैं, जहां एक मोटे, घने कण को ​​स्लैग के माध्यम से और पिघल में डालना आसान होता है। गांठ सामग्री का उपयोग आमतौर पर वहां किया जाता है जहां धीमी, चरणबद्ध विघटन स्वीकार्य है।

क्योंकि नाइट्रोजन एक स्थिर यौगिक में बैठता है, सामग्री सामान्य इनडोर भंडारण के दौरान अपनी सक्रिय सामग्री नहीं खोती है, और इसे गैसीय नाइट्रोजन इंजेक्शन के साथ दबाव वाहिकाओं, सुरक्षा इंटरलॉक या गैस पाइपवर्क की आवश्यकता नहीं होती है। यही एकमात्र विशेषता है जिसके कारण कई इस्पात संयंत्र नाइट्रोजन मिश्र धातु के लिए फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड को एक स्थायी लाइन आइटम के रूप में रखते हैं।

नाइट्रोजन स्टील तक कैसे पहुँचती है?

सिलिकॉन{0}उन्मुख विद्युत स्टील में, नाइट्रोजन परिवर्धन एल्यूमीनियम के साथ परस्पर क्रिया करके बारीक बिखरे हुए एल्यूमीनियम नाइट्राइड कण बनाते हैं जो उच्च तापमान के दौरान अनाज की सीमाओं को पिन करते हैं। वह पिनिंग वह है जो पसंदीदा अनाज की बनावट को विकसित करती है, और इसलिए तैयार शीट की चुंबकीय हानि को विकसित करती है। फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड उस नाइट्रोजन का एक सुविधाजनक स्रोत है क्योंकि यह सिलिकॉन और नाइट्रोजन को एक साथ पेश करता है, जो दोनों विश्लेषण में वांछित हैं, और क्योंकि यह लगभग कोई कार्बन या सल्फर पेश नहीं करता है।

निर्माण स्टील में तंत्र अलग है लेकिन तर्क समान है। ग्रेड जो ताकत के लिए नाइट्राइड पर निर्भर करते हैं, जैसे कि जीबी/टी 1499.2 तक उत्पादित एचआरबी400 सुदृढीकरण, बारीक नाइट्राइड और कार्बोनाइट्राइड अवक्षेप को बढ़ावा देने के लिए माइक्रोअलॉयिंग तत्वों के साथ नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं। वे अवक्षेप फेराइट अनाज के आकार को परिष्कृत करते हैं और उपज शक्ति बढ़ाते हैं, जो निर्माता को मिश्र धातु की लागत को नियंत्रित करते हुए मानक की यांत्रिक संपत्ति की गारंटी रखने की अनुमति देता है। फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड को करछुल में या टैपिंग के दौरान चार्ज किया जाता है; व्यावहारिक पुनर्प्राप्ति टैपिंग तापमान, स्लैग अभ्यास और स्नान में कितनी अच्छी तरह मिलाया गया है, इस पर निर्भर करती है।

डीऑक्सीडेशन अवस्था देखने लायक दूसरा परिवर्तन है। ऑक्सीकृत स्नान में मिलाई गई नाइट्रोजन आंशिक रूप से स्लैग में नष्ट हो जाती है, इसलिए सामान्यतः मुख्य डीऑक्सीडेशन चरण के बाद नाइट्रोजन मिलाना क्रमबद्ध होता है। 10-50 मिमी बैंड के भीतर दाने का आकार चुना जाता है ताकि कण स्लैग परत पर तैरने के बजाय उसमें डूब जाएं।

दुर्दम्य निर्माता इसका उपयोग क्यों करते हैं?

मोनोलिथिक रेफ्रेक्ट्रीज़ में नाइट्राइड चरण कार्यशील सतह पर सुई जैसे सिलिकॉन एल्यूमीनियम ऑक्सीनाइट्राइड बॉन्डिंग चरण बनाने के लिए सेवा में प्रतिक्रिया करता है। सीटू मूंछें मैट्रिक्स को सख्त कर देती हैं, छिद्र नेटवर्क को बंद कर देती हैं और ऑक्सीजन की आवक प्रगति को धीमा कर देती हैं, जो टैपहोल क्ले, गर्त कास्टेबल और कार्बन युक्त ईंटों में अभियान जीवन को बढ़ा देती हैं। पाउडर का रूप आसानी से फैल जाता है और बैच को दोबारा डिज़ाइन किए बिना मिश्रण में अधिक महंगे शुद्ध सिलिकॉन नाइट्राइड पाउडर के हिस्से को प्रतिस्थापित कर सकता है।

दूसरा लाभ थर्मल शॉक प्रतिरोध है। नाइट्राइड से बनने वाले बॉन्डिंग चरण ब्लास्ट फर्नेस टैपहोल में देखे जाने वाले तीव्र ताप और शीतलन चक्रों के प्रति सहनशील होते हैं, इसलिए अस्तर कुछ हीट के बाद टूटने के बजाय टैपिंग और ड्रिलिंग संचालन के दौरान टूटने का प्रतिरोध करता है।

अन्य नाइट्रोजन परिवर्धन की तुलना में लाभ

नाइट्रोजन रासायनिक रूप से बंधी हुई आती है, इसलिए भंडारण, वजन और चार्जिंग गैस प्रबंधन नियमों के बजाय सामान्य लौह मिश्र धातु अभ्यास का पालन करते हैं।

एडिटिव सिलिकॉन के साथ-साथ नाइट्रोजन का भी योगदान देता है, जो सिलिकॉन स्टील और सिलिकॉन {{0}की हत्या के अभ्यास के साथ संगत है।

कार्बन, सल्फर और फॉस्फोरस को निम्न स्तर पर रखा जाता है, इसलिए एडिटिव स्वच्छ स्टील लक्ष्यों से समझौता नहीं करता है।

उच्च कण घनत्व सामग्री को सतह पर ऑक्सीकरण होने के बजाय स्लैग में प्रवेश करने और स्नान तक पहुंचने देता है।

एक ही उत्पाद दो बाजारों को सेवा प्रदान करता है, इसलिए एक निर्माता एक विनिर्देशन परिवार से इस्पात निर्माण और दुर्दम्य ग्राहकों को आपूर्ति कर सकता है।

हैंडलिंग में धूल को दानेदार रूप में नियंत्रित किया जाता है और आसानी से पाउडर के रूप में मिश्रित किया जाता है, जिससे डोजिंग उपकरण सरल रहता है।

खुराक, भंडारण और गुणवत्ता नियंत्रण

खुराक की गणना आम तौर पर गर्मी के नाइट्रोजन लक्ष्य से की जाती है, विशिष्ट पौधे की अपेक्षित पुनर्प्राप्ति के लिए सही की जाती है, और फिर कास्ट के रासायनिक विश्लेषण के अनुसार सत्यापित किया जाता है। चूँकि पुनर्प्राप्ति भट्ठी के अभ्यास के साथ भिन्न होती है, अधिकांश मिलें किसी निश्चित कारक पर निर्भर रहने के बजाय प्रति ताप नाइट्रोजन उपज का चालू रिकॉर्ड रखती हैं। आग रोक उत्पादक आमतौर पर सूखे मिश्रण के एक निश्चित प्रतिशत से काम करते हैं और उत्पादन नुस्खा बदलने से पहले परीक्षण बैच के जलाए गए गुणों की जांच करते हैं।

भंडारण सीधा है लेकिन वैकल्पिक नहीं है। सामग्री को सूखे फर्श पर सीलबंद नमी अवरोधक पैकेजिंग में रखा जाना चाहिए; पानी या नम हवा के साथ लंबे समय तक संपर्क में रहने से कैकिंग हो जाती है और नाइट्राइड का कुछ हिस्सा हाइड्रोलाइज हो सकता है। लॉट द्वारा स्टॉक रोटेशन पुरानी सामग्री को गंभीर गर्मी से दूर रखता है। सामान आमतौर पर 25 किलोग्राम नमी वाले बैरियर बैग या 1 000 किलोग्राम थोक बैग में आपूर्ति किए जाते हैं, और प्रत्येक लॉट के साथ उस लॉट का रासायनिक विश्लेषण दिखाने वाला एक प्रमाण पत्र होना चाहिए ताकि प्राप्त करने वाला संयंत्र वितरित परख को लक्ष्य वृद्धि के साथ मिला सके।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड और साधारण फेरोसिलिकॉन के बीच क्या अंतर है?
साधारण फेरोसिलिकॉन में केवल सिलिकॉन और आयरन होता है। फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड में सिलिकॉन नाइट्राइड चरण में समान सिलिकॉन समृद्ध आधार प्लस नाइट्रोजन होता है, इसलिए इसका उपयोग सिलिकॉन के साथ-साथ नाइट्रोजन मिश्र धातु के लिए भी किया जा सकता है।

प्रश्न: क्या फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड को किसी स्टील ग्रेड में जोड़ा जा सकता है?
यह उन ग्रेडों के लिए उपयुक्त है जो नाइट्रोजन चाहते हैं, विशेष रूप से सिलिकॉन {{0}उन्मुख विद्युत स्टील और नाइट्राइड {{1}मजबूत निर्माण स्टील। सख्त नाइट्रोजन सीमा या कम सिलिकॉन सीमा वाले ग्रेडों को केस जोड़ गणना द्वारा केस की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: किस रूप में ऑर्डर करना चाहिए, दानेदार या पाउडर?
दानेदार सामग्री का उपयोग करछुल और टैपिंग जोड़ के लिए किया जाता है क्योंकि यह स्लैग में अच्छी तरह से प्रवेश करता है। पाउडर का उपयोग दुर्दम्य मिश्रण में किया जाता है क्योंकि यह मैट्रिक्स के माध्यम से समान रूप से फैलता है।

प्रश्न: क्या भंडारण के दौरान नाइट्रोजन की मात्रा बदल जाती है?
नहीं, बशर्ते पैकेजिंग सील रहे और स्टोर सूखा हो। नाइट्रोजन को एक स्थिर यौगिक में रखा जाता है, इसलिए परख वाष्पीकरण के कारण नष्ट नहीं होती है जिस तरह से गैसीय या वाष्पशील नाइट्रोजन वाहक हो सकते हैं।

प्रश्न: अतिरिक्त स्तर कैसे तय किया जाता है?
ताप के नाइट्रोजन लक्ष्य और उस विशेष संयंत्र में स्थापित पुनर्प्राप्ति से, फिर अंतिम कास्ट विश्लेषण द्वारा पुष्टि की गई। दुर्दम्य उपयोगकर्ता सूखे मिश्रण के प्रतिशत के रूप में स्तर निर्धारित करते हैं।

प्रश्न: क्या फेरोसिलिकॉन नाइट्राइड सरिया उत्पादन के लिए उपयुक्त है?
हाँ। नाइट्राइड-मजबूत सुदृढीकरण जैसे एचआरबी400 से जीबी/टी 1499.2 एक सामान्य अनुप्रयोग है, जहां नाइट्रोजन बारीक मजबूती चरणों की वर्षा का समर्थन करता है।