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El nitruro de ferrosilicio (FeSiN) para acero eléctrico de grano-orientado (GOES) puede influir en las propiedades magnéticas solo indirectamente.En algunas rutas de acero al silicio orientado, se utiliza FeSiN como fuente de nitrógeno y silicio en la masa fundida de acero. Ese nitrógeno es importante porque, en las rutas inhibidoras del nitruro de aluminio (AlN), ayuda a formar los finos precipitados que controlan el crecimiento del grano y la posterior formación de la textura Goss. La textura es lo que decide la pérdida del núcleo y la inducción magnética. El FeSiN es un insumo en esa cadena, no una forma independiente-de reducir las pérdidas en el núcleo. El resultado final depende de su sistema inhibidor, del trabajo en frío y en caliente, del recocido y del control general del proceso.
¿Qué aporta el FeSiN al acero?
FeSiN se obtiene mediante nitruración de ferrosilicio. El producto es una mezcla de fases, principalmente nitruro de silicio (Si3N4) y fases de hierro-silicio, por lo que aporta dos cosas a la masa fundida: nitrógeno y silicio. Puedes comparar sus usos en siderurgia y refractarios en nuestroaplicaciones de nitruro de ferrosiliciodescripción general, que no incluye acero de grano-orientado.
Mantenga separados tres números de nitrógeno: el nitrógeno impreso en la especificación, el nitrógeno que realmente recoge la masa fundida y el nitrógeno que aún está en el acero en etapas posteriores. También hay que contar el silicio. Los grados orientados a grano-ya contienen un alto contenido de silicio, alrededor del 3% en los grados típicos, por lo que cada kilogramo de silicio de la aleación pertenece a su presupuesto de silicio. El oxígeno, el carbono, el aluminio y el calcio de la aleación también son importantes, porque pueden acabar formando inclusiones. Te lo explicamos en nuestra nota sobreimpurezas en nitruro de ferro silicio. Tome los valores exactos del COA del lote que recibirá.
La recuperación de nitrógeno no es una constante. Cambia según la composición del acero, la temperatura, la etapa en la que se agrega la aleación, qué tan bien se mezcla y cualquier desgasificación posterior. Por lo tanto, dos hornadas con la misma adición pueden terminar con nitrógeno diferente. Si utiliza FeSiN, tome muestras antes y después de la adición en sus propias hornadas y calcule su propia recuperación, en lugar de tomar prestada una cifra de otra planta.
¿Por qué es importante el nitrógeno en el acero eléctrico de grano-orientado?
Sistemas inhibidores basados en nitrógeno y AlN-
En las rutas basadas en AlN-, el aluminio y el nitrógeno en el acero forman finos precipitados de AlN, en algunas rutas junto con el sulfuro de manganeso (MnS). Se trata de fases inhibidoras separadas: el nitrógeno forma nitruros con el aluminio y el MnS proviene del manganeso y el azufre. No los confunda cuando lea la literatura sobre procesos.
No todos los productores utilizan el mismo sistema. Algunas rutas construyen el inhibidor a partir de elementos que ya se encuentran en el acero al fundirse. Otros añaden nitrógeno a la tira posteriormente mediante nitruración. Por lo tanto, si se necesita nitrógeno del fundido depende de su ruta, y nada aquí debe leerse como una regla para cada proceso GOES.
Inhibidores, crecimiento de grano y textura de Goss
Los inhibidores frenan el crecimiento normal del grano durante el recocido. En una etapa posterior, los granos con orientación de Goss crecen a expensas de los demás en un paso llamado recristalización secundaria. Una textura nítida de Goss proporciona una baja pérdida del núcleo y una alta inducción magnética a lo largo de la dirección de rodamiento, razón por la cual este acero se utiliza en los núcleos de los transformadores.
El tamaño y la distribución de los precipitados, así como las condiciones térmicas que observan, son decisivos. Una cantidad muy pequeña de inhibidor puede dejar el crecimiento del grano mal controlado, mientras que los precipitados gruesos o mal distribuidos pueden no frenarlo como se esperaba. Por esta razón, más nitrógeno no es automáticamente mejor, y un tamaño de grano más fino no es automáticamente mejor para las propiedades magnéticas.
¿Qué puede cambiar el FeSiN en las propiedades magnéticas y qué no?
Dos medidas describen la calidad magnética del acero al silicio orientado. La pérdida del núcleo es la energía que se pierde en forma de calor cuando el acero se magnetiza y desmagnetiza bajo corriente alterna, por lo que cuanto menos, mejor para un transformador. La inducción magnética describe la fuerza con la que el acero se magnetiza a lo largo de la dirección de laminación, por lo que, en general, cuanto más alto es mejor. El silicio aumenta la resistividad eléctrica, lo que limita la pérdida de corrientes parásitas, y una textura nítida de Goss mejora la forma en que el acero se magnetiza a lo largo de la dirección de rodadura. Por tanto, ambas medidas dependen de la composición y de la textura.
El vínculo entre FeSiN y estas propiedades pasa por varios pasos:
- FeSiN aporta nitrógeno y silicio a la masa fundida.
- Junto con el aluminio y otros objetivos de su composición, esto establece las condiciones para el inhibidor.
- El inhibidor controla el crecimiento del grano durante el recocido.
- El control del crecimiento del grano da forma a la textura de Goss.
- La textura determina la pérdida del núcleo y la inducción magnética.
Cada paso tiene sus propias variables, por lo que no se puede leer un resultado magnético únicamente en el aditivo. No afirmamos una mejora porcentual fija en la pérdida del núcleo debido al FeSiN, porque el trabajo publicado vincula los resultados magnéticos a toda la ruta en lugar de a un aditivo. Lo que FeSiN puede hacer es ayudarle a alcanzar un nivel objetivo de nitrógeno en una ruta que lo necesita.
Recuerde también que el nitrógeno es útil durante el procesamiento, pero no en el acero acabado. En rutas típicas, los elementos que sirvieron como inhibidores se eliminan mediante recocido a alta-temperatura, porque el carbono y el nitrógeno residuales pueden provocar envejecimiento magnético. Confirme los detalles con sus propios datos de proceso.
¿En qué se diferencia la adición de FeSiN de la nitruración en tira?
Ambos aportan nitrógeno al proceso, pero en diferentes etapas y para diferentes propósitos.
| Artículo | Adición de FeSiN | nitruración en tira |
|---|---|---|
| Etapa del proceso | Adición de aleaciones durante la fabricación de acero. | Procesamiento posterior de tiras |
| que esta controlado | Aporte de nitrógeno y silicio a la masa fundida y su recuperación. | Nitrógeno introducido en la tira y control de la estructura relacionada. |
| como se juzga | Análisis antes y después del presupuesto de adición, recuperación y composición. | El programa de nitruración y tratamiento térmico. |
| ¿Puede reemplazar al otro? | Necesita validación en su ruta | No se puede decidir a partir del nombre de un material |
Los estudios de nitruración ayudan a explicar cómo se relacionan el nitrógeno, los inhibidores y la textura. No prueban que el FeSiN pueda sustituir a la nitruración en banda. Si su ruta ya incluye la nitruración, trate el FeSiN como una pregunta separada que debe probarse.
¿Qué determina si FeSiN se adapta a su proceso?
No podemos dar una tasa de adición, temperatura o recuperación para cada molino. Compara estos puntos con tu propia ruta:
- Nitrógeno inicial, nitrógeno objetivo y balance de silicio.
- requisitos de aluminio y impurezas relacionadas
- método de adición, comportamiento de absorción y variación de lotes
- posterior calentamiento, laminado, recocido y control de inhibidores
Si alguno de estos aún no está definido en su proceso, defínalo antes de probar una fuente de nitrógeno.
La variación de lotes merece una atención especial. Una fuente de nitrógeno que cambia de un lote a otro hace que sea difícil saber si un cambio en los resultados magnéticos se debe a la aleación o a su proceso. Solicite el COA de cada lote, conserve una muestra y registre qué lote entró en cada calor, de modo que cualquier cambio en el nitrógeno o en los resultados magnéticos pueda rastrearse hasta su causa.
¿Qué errores se deben evitar al elegir una fuente de nitrógeno?
- Reutilización de la lógica de las barras de refuerzo.En las barras de refuerzo con microaleaciones de vanadio, el nitrógeno ayuda a formar carbonitruros de vanadio que aumentan la resistencia. Esa lógica no se transfiere al acero al silicio orientado, donde el nitrógeno es importante para los inhibidores y la textura.
- A juzgar únicamente por el contenido de nitrógeno.Una aleación con mayor contenido de nitrógeno también cambia el silicio que se agrega y las impurezas que lo acompañan.
- Ignorando el presupuesto de silicio.Su grado tiene un objetivo de silicio y el silicio de la aleación cuenta para ello.
- Copiar resultados de otro molino.Los resultados magnéticos y de recuperación dependen de la ruta, así que pruebe en sus propias series.
- Deteniéndose en el resultado del cucharón.Las propiedades magnéticas y de nitrógeno finales sólo se conocen después del procesamiento y recocido posteriores.
¿Por qué el FeSiN es diferente del ferrosilicio de alta-pureza?
Resuelven diferentes tareas de compra. FeSiN es una fuente de nitrógeno que también transporta silicio. Alta-purezaferrosilicioes un material de aleación de silicio, seleccionado para límites estrictos de oligoelementos en acero eléctrico.
Cuando los compare, verifique las entradas de nitrógeno, silicio e impurezas juntas. No traslade los límites de especificación del ferrosilicio de alta-pureza al FeSiN, porque los dos materiales se fabrican y utilizan de manera diferente.
¿Qué debe verificar antes de una prueba de producción?
| Comprobar artículo | Información que necesitas |
|---|---|
| Ruta de producción | Grado de acero, esquema actual de control e inhibidores de nitrógeno. |
| Objetivos de composición | Inicial y objetivo N y Si, y límites de elementos relacionados |
| Datos de materiales | Composición del lote, tamaño de partícula, forma y COA. |
| Registros de proceso | Cantidad de adición, etapa de adición y posición de muestreo |
| Evaluación | Estabilidad de la composición, además de la estructura y evaluación magnética que requiere el estándar de su producto. |
Realice la prueba en un número limitado de calores y registre el nitrógeno antes y después de la adición. Para opciones y tamaños de química, consulte nuestraespecificación de nitruro de ferrosilicioy verifique el lote con su COA.
Preguntas frecuentes sobre nitruro de ferrosilicio en grano-Acero orientado
¿Se requiere FeSiN en todos los procesos de acero orientado-de grano?
No. Las rutas difieren en el sistema inhibidor y en el lugar donde se introduce el nitrógeno. Algunos dependen del nitrógeno de la masa fundida, otros agregan nitrógeno a la tira mediante nitruración, así que verifique qué necesita su propia ruta.
¿Puede FeSiN reemplazar la nitruración en tiras?
No basándose únicamente en el nombre del material. El FeSiN se añade durante la fabricación del acero y la nitruración en banda se produce más tarde, por lo que cualquier sustitución debe validarse en su propia ruta.
¿Un mayor contenido de nitrógeno FeSiN garantiza mejores propiedades magnéticas?
No. El contenido de nitrógeno sólo indica cuánto nitrógeno puede suministrar la aleación. Las propiedades magnéticas dependen del estado del inhibidor, la textura y la ruta de procesamiento completa, y la aleación también agrega silicio e impurezas.
¿Es FeSiN lo mismo que ferrosilicio de alta-pureza?
No. FeSiN es una fuente de nitrógeno que también transporta silicio, mientras que el ferrosilicio de alta-pureza es un material de aleación de silicio con límites estrictos de oligoelementos. Compare las entradas de nitrógeno, silicio e impurezas para cada uno.
¿Qué propiedades magnéticas debo comprobar en una prueba?
Verifique la pérdida del núcleo y la inducción magnética de acuerdo con el estándar de su producto, junto con la composición antes y después de la adición y cualquier evaluación de estructura o textura que su ruta requiera.
Envíe su ruta de proceso y objetivo de nitrógeno para revisión de especificaciones
Envíenos su ruta actual de control de nitrógeno, sus objetivos de nitrógeno y silicio, y la forma y tamaño que planea usar, y podremos revisar los datos del material con usted. Las propiedades magnéticas no se pueden predecir únicamente a partir del producto, por lo que deben confirmarse en su propia prueba. También puede enviarnos un correo electrónico directamente asale@zanewmetal.com.
