تأثير محتوى النيتروجين في إضافات الكربون على مكونات الحديد الزهر

يعد محتوى النيتروجين في مواد إثراء الكربون معياراً حاسماً يجب التحكم فيه بدقة في إنتاج حديد السبك، حيث يؤثر مباشرة على جودة وأداء المسبوكات.

التأثيرات الرئيسية:

1. ارتفاع النيتروجين الزائد (عادة >150 جزء في المليون): يمكن للنيتروجين الذائب في الحديد المصهور أن يترسب أثناء التصلب، مكوناً شوائب نتريدية (مثل نتريد التيتانيوم) أو مسام غاز النيتروجين. يؤدي هذا إلى عيوب مثل المسام الدقيقة والنفاخات تحت السطحية داخل أو بالقرب من سطح المسبوك، مما يضعف بشكل كبير الكثافة والخصائص الميكانيكية ونسبة الإنتاج بالتشغيل.

2. مدى النيتروجين الأمثل (عموماً 80-200 جزء في المليون): عند التحكم فيه ضمن نطاق مناسب، يعمل النيتروجين كعامل مثبت فعال للبيرلايت. حيث يقوم بتنقية البنية المجهرية، ويعزز تكوين البيرلايت، وبالتالي يحسن قوة الشد والصلادة ومقاومة التآكل في سبائك الحديد (خاصة الحديد الرمادي والحديد الكروي). وهو مفيد بشكل خاص لتحسين تجانس الصلادة في المقاطع ذات الجدران الرقيقة.

نصائح للاختيار والإدارة:
لذلك، يعد اختيار مادة إثراء كربون منخفضة النيتروجين (مثلاً <100 جزء في المليون) ومستقرة الجودة أمراً بالغ الأهمية. يجب على المصانع تحديد النوع ومعدل الإضافة الأمثلين من خلال الاختبارات العملية، مع مراعاة مستويات النيتروجين في مواد الشحنة الأساسية (حديد خام، خردة)، ودرجة الحديد المطلوبة، وسماكة جدار المسبوك. وهذا يضمن تحكماً دقيقاً في إجمالي النيتروجين في الحديد المصهور، مما يمنع العيوب مع تحسين الأداء في نفس الوقت.