Нитрид ферросилиция (FeSiN): высокоэффективный материал для сталеплавильного и огнеупорного производства.

Нитрид ферросилиция, часто называемый FeSiN, представляет собой современный богатый азотом ферросплав, который все чаще применяется в сталелитейной и огнеупорной промышленности. Благодаря уникальному сочетанию Si₃N₄, металлического железа , FeSi и микропримесей этот материал обеспечивает выдающуюся высокотемпературную стабильность и экономичное легирование, что делает его предпочтительным выбором для современных марок стали и промышленных печей.

Что такое нитрид ферросилиция?

Нитрид ферросилиция получают методом высокотемпературного азотирования, при котором ферросилиций (обычно FeSi75) реагирует с азотом высокой чистоты. Полученный продукт содержит:

• Si₃N₄ (основная фаза)

• Металлический Фе

• Непрореагировавший FeSi

• Незначительные оксидные и неметаллические примеси

В зависимости от окончательной формы FeSiN выглядит как:

• Серо-белые куски – в основном используются в сталеплавильном производстве.

• Серо-белый или темно-коричневый порошок – обычно используется для доменных печей и огнеупорного производства.

Такая универсальность позволяет применять FeSiN в различных отраслях с точным повышением производительности.

Ключевые области применения нитрида ферросилиция

Нитрид ферросилиция в основном используется в трех отраслях промышленности:

1. Сталеплавильное производство и производство микролегированной стали

2. Летка доменной печи, производство глины и чугуна

3. Высокотемпературные огнеупорные материалы

Ниже приводится подробное объяснение каждого приложения и его технических преимуществ.

1. Ферросилиций-нитрид в сталелитейной промышленности.

FeSiN играет важную роль в качестве азотной добавки при производстве:

• Ориентированная кремниевая сталь

• Арматура HRB400/HRB500

• Высокопрочные микролегированные стали

Ключевым преимуществом является его способность стабильно и безопасно вводить азот в расплавленную сталь, заменяя более дорогие легирующие агенты, такие как нитрид ванадия (VN).

Преимущество экономии затрат при использовании стали HRB400

Современные сталелитейные заводы Китая обнаружили, что использование FeV50 + FeSiN позволяет снизить производственные затраты за счет:

• 7 долларов США за тонну по сравнению с использованием VN12.

• До 20 долларов США за тонну по сравнению с одним FeV50.

Поскольку Китай производит огромные объемы строительной стали, потребление FeSiN достигает сотен тонн в год, что отражает высокий рыночный спрос.

2. Нитрид ферросилиция для глины летки доменной печи

FeSiN содержит значительное количество Si₃N₄ , что придает ему замечательные свойства:

• Поведение при спекании

• Высокотемпературная прочность

• Устойчивость к шлаку

• Термическая стабильность

По сравнению с чистым нитридом кремния ферросемниевый нитрид имеет два основных преимущества:

(1) Улучшение производительности спекания

Присутствие металлического железа ускоряет процесс спекания, повышая механическую стабильность леточной глины.

(2) Более низкая стоимость при сопоставимой производительности

FeSiN обеспечивает аналогичные функциональные преимущества при значительном снижении затрат на материалы, что делает его широко применяемым в системах леток крупных доменных печей в развитых промышленно развитых странах.

В результате FeSiN стал незаменимым компонентом в современном производстве чугуна.

3. Нитрид ферросилиция в огнеупорных материалах.

Благодаря своей жаропрочности, низкому тепловому расширению и превосходной стойкости к окислению и шлаковому воздействию FeSiN стал ключевым сырьем в огнеупорной промышленности.

Общие огнеупорные области применения включают:

Огнеупорные системы Al₂O₃–SiC–C

Используется в:

• Летковая глина

• Материалы железных бегунков

• Высокоэффективный огнеупорный кирпич

Эти продукты демонстрируют повышенную устойчивость к тепловому удару и более длительный срок службы.

Композиционные материалы Fe–Si₃N₄–SiC

Этот усовершенствованный композит широко применяется в:

• Рабочая футеровка доменной печи

• Алюминиевые электролизеры

• Другие среды с экстремальными температурами

Это помогает улучшить характеристики термоудара и общую структурную стабильность.

Новые огнеупорные изделия без хрома

Исследователи из Университета науки и технологий Пекина успешно разработали коррозионностойкие и устойчивые к окислению безхромовые огнеупоры путем добавления мелкодисперсного порошка FeSiN в смеси корунда и шпинели. Эти материалы могут заменить традиционные магнезиально-хромовые кирпичи в рафинирующих печах RH.

Будущие перспективы ферросилико-нитрида

По мере развития технологий производства стали и огнеупоров понимание и использование FeSiN быстро расширяются. Ожидается, что благодаря исключительному соотношению цена-качество и высокотемпературной функциональности нитрид ферросилиция будет играть еще большую роль в:

• Чистое производство стали

• Высокопрочные микролегированные стали

• Промышленные огнеупоры нового поколения

• Энергосберегающие печные технологии

Перспективы рынка FeSiN остаются весьма многообещающими.