Aplicação de ferrossilício nitretado em materiais refratários
O ferrossilício nitretado (material tipo FeSi3N4, fases principais - Si3N4 + FeSi) é utilizado principalmente em materiais refratários: misturas de concreto, massas taphole e sistemas refratários compósitos.
Nas misturas de concreto, é adicionado ao revestimento das calhas dos altos-fornos do sistema Al2O3-SiC-C, bem como aos concretos de magnésio e alto teor de alumina.
Em compostos de furo de torneira, melhora a resistência à flexão em alta temperatura (HMOR), a resistência à erosão da escória e do ferro líquido e melhora a capacidade de vedação do furo de torneira de ferro fundido.
A fase Si3N4 é oxidada durante a operação para formar uma camada protetora de SiO2, que é um fator chave na sua resistência à oxidação e à corrosão da escória.
1. Misturas de concreto refratário
O ferrossilício nitretado é utilizado principalmente em misturas de concreto para fundições de ferro e siderurgia: em concreto para calhas de altos-fornos do sistema Al2O3-SiC-C, magnésio e concreto com alto teor de alumina. O aditivo aumenta a resistência a altas temperaturas e a resistência da matriz à oxidação e erosão, por isso é amplamente utilizado em materiais de revestimento de calhas onde as superfícies estão constantemente em contato com um fluxo de escória e ferro fundido.
2. Massas de vazamento para altos-fornos
Taphole - é um material refratário usado para vedar o furo de torneira de ferro fundido de um alto-forno através do qual o ferro fundido e a escória saem juntos ao vazar. À medida que os períodos de revisão dos fornos aumentam e novas tecnologias de fundição são introduzidas, maiores exigências são impostas à massa do furo de saída: ela deve resistir à agressão química, à erosão do ferro fundido e da escória, suportar altas temperaturas, entupir facilmente, manter a estabilidade do volume quando aquecida, ser facilmente perfurada e proteger a base do forno.
Na prática, o uso de compostos de rosqueamento com ferrossilício nitretado garante uma produção estável de ferro fundido sem respingos anormais, alta resistência à flexão em temperaturas operacionais e alta resistência à erosão. Isso permite que você mantenha a estanqueidade e o comprimento do furo da torneira de ferro fundido durante rosqueamentos de longo prazo. Indicadores específicos de desempenho dependem da formulação da mistura, modo de operação do forno e qualidade das matérias-primas, portanto devem ser confirmados por testes industriais.
3. Refratários compostos
Os refratários compósitos são feitos de dois ou mais tipos de matérias-primas refratárias com propriedades diferentes, combinadas por métodos físicos ou químicos para criar novas características no nível macro- ou micro. O ferrossilício nitretado é usado em sistemas compósitos à base de carbono e sem carbono, onde sua estabilidade à oxidação e propriedades térmicas complementam outras fases.
4. Princípio de funcionamento do ferrossilício nitretado
Um material típico do tipo FeSi_3N_4 contém cerca de 45–55% de Si, 25–32% de N, o restante - Fe (as fases principais são - Si_3N_4 e FeSi; a composição exata é indicada no COA). Durante o serviço, o nitreto oxida preferencialmente para formar uma camada densa de SiO_2 na superfície, que protege as fases de carbono e SiC de futuras oxidações. Bigodes (bigodes) dispersos e partículas de Si_3N_4 também fortalecem a matriz em altas temperaturas. Esta combinação fornece ao material alta resistência ao calor, resistência à erosão e proteção contra oxidação.
Perguntas frequentes
B1. O que é ferrossilício nitretado?
Este é um material do sistema Fe-Si-N (nominalmente FeSi_3N_4), cujas principais fases são Si_3N_4 e FeSi. Utilizado como aditivo antioxidante e fortalecedor em refratários.
B2. Em que sistemas à prova de fogo é utilizado?
Em concreto de calhas de altos-fornos Al_2O_3-SiC-C, massas tap-hole, concretos de magnésio e alto teor de alumina, bem como em compósitos contendo carbono.
B3. Por que evita a oxidação?
A fase Si_3N_4 é oxidada para formar uma densa camada protetora de SiO_2, que protege o carbono e o SiC do contato com o oxigênio.
Q4. Como o pó deve ser manuseado?
Armazenar em ambiente seco e controlar a formação de poeira durante a mistura; Cumprir a ficha de dados de segurança do fornecedor (MSDS).
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