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《氮化硅锰》国家标准编制说明

《氮化硅锰》国家标准起草小组

2012年2月

《氮化硅锰》国家标准编制说明

1 任务来源

根据国家标准化管理委员会《关于下达2010年国家标准制修订计划的通知》（国标委【2010】87号文）的要求，由武汉钢铁（集团）公司、宁夏中宏氮化制品有限公司和冶金工业信息标准研究院负责制定《氮化硅锰》（Z0100840-T-605）国家标准。 2 工作过程

接到该标准制定任务后，我们成立了《氮化硅锰》标准制订工作小组，制定了工作计划，立即进行资料的查阅和对武钢、鞍钢、首钢等使用单位进行走访调研，并收集使用单位的意见。 2.1 项目的提出 2.1.1 氮化硅锰的定义

氮化硅锰是以Si3N4、Mn5N2为主要成分，伴随未氮化硅铁、未氮化硅锰及少量其它成分的混合物，氮化硅锰的粒状产品为灰白色。 2.1.2 氮化硅锰的用途

氮化硅锰主要用作取向硅钢的增氮剂，用作高强度钢（如HRB400）的增氮剂，也可用作铸造的增氮剂。 2.1.3 国内外使用情况

国外主要使用氮化锰，未见使用氮化硅锰的报道。

国内主要用氮化硅锰为取向硅钢增氮。2007年武钢硅钢部提出用氮化硅锰为钢水增氮，当时考虑应用的原因是锰的氮化物更易于分解为钢水吸收，也就是说，在同样的钢水温度下，锰氮化物的氮回收率比单一硅氮化物可能更高，同时取向硅钢对锰又有一定的，因此提出使用氮化硅锰，达到即提高氮回收率又不增加过多锰的双重效果。2007年8月宁夏中宏氮化制品有限公司、常州茂盛特公司为武钢提供样品进行试生产，结论是使用氮化硅锰为取向硅钢增氮与氮含量相近的氮化硅铁相比较，氮的回收率高，而且钢水[N]波动范围小，经过近四年的使用，武钢冶炼取向硅钢全部用氮化硅锰增氮。 截止2010年底，取向硅钢各单位的基本情况是：武钢年产40万吨，并在未来两年内增至60万吨；宝钢年产20万吨；鞍钢年产20万吨；首钢年产20万吨；华菱钢铁年

产20万吨；太钢年产20万吨；除武钢外，其它钢厂近100万吨取向硅钢在近2年内陆续达产，氮化硅锰用量会陆续增加。

氮化硅锰用作HRB400螺纹钢生产的增氮剂。HRB400螺纹钢生产目前常用的微合金化方案是添加FeV50或VN12或FeNb三种，若改用FeV50+FeMnSiN，或FeV50+FeSi3N4，强化成本是最低的。

国内某些厂有使用含氮10%左右的氮化硅锰为钢水增氮。 2.1.4 标准编制的必要性

为了尽快普及氮化硅锰在国内的应用，为我国钢铁工业更快更好的发展助力，为了规范氮化硅锰交易双方的贸易行为，促进国内生产商的良好竞争，为国内外用户提供质优价廉的产品，制定氮化硅锰产品标准势在必行。 2.1.5 标准编制单位基本情况

武汉钢铁集团公司是国内最大的骨干钢铁生产商之一，是国内电工钢的最大生产商，是高牌号取向硅钢的主要生产商，武钢从上世纪70年始生产高牌号取向硅钢，当时生产所需氮化硅铁从日本进口（东洋电化和揖斐电两家），到上世纪80年代由吉林铁合金厂供含氮25%左右的氮化硅铁，每年用量10吨左右，到2002年宁夏中宏氮化制品有限公司为武钢提供含氮大于30%的氮化硅铁，武钢是YB/T 4239—2010氮化硅铁行业标准的起草单位之一。

宁夏中宏氮化制品有限公司是生产硅系氮化物的专业厂家，公司从1999年开研发氮化硅铁，积极推广在国内的应用，并陆续研发生产氮化硅、氮化硅锰等产品，很好地满足了国内、国外两个市场的需求，经过十多年的发展，目前已具备了年产3500吨高品质硅系氮化物的生产能力。在国内有一定影响力，是YB/T 4239—2010氮化硅铁行业标准的起草单位之一。 3 标准制定

3.1 现收集到的企业标准

3.1.1 武汉钢铁（集团）公司企业标准Q/WG(YL)27—2007 氮化硅锰化学成分 牌号 化学成分/ % N Si Mn C P S Fe FeSiMnN 26.0～33.0 38.0～45.0 ≤15.0 ≤0.80

≤0.10 ≤0.020 ≤13.0

粒度：5mm～40mm，小于下限和大于上限的粒度各不超过5%。

3.1.2 鞍钢股份有限公司氮化硅锰技术条件（合同条款）

牌号 化学成分/ % N 25.0～28.0 Si 38.0～43.0 Mn ≤15.0 P ≤0.10 S ≤0.05 FeSiMnN 粒度：10mm～50mm，超出上、下限的重量均不超过总重量的5%。 3.1.3 首钢总公司氮化硅锰技术条件（合同条款） 牌号 N Si Mn C P S Al Cr Fe FeSiMnN 26～33 38～45 粒度：10mm～50mm。

≤15.0 ≤0.8 ≤0.1 ≤0.02 ≤2.2 ≤0.3 ≤3.0 3.1.4 宁夏中宏氮化制品有限公司企业标准Q/ZHH—2007—03 氮化硅锰化学成分 牌号 化学成分/ % N Si Mn C P S Fe FeSiMnN 26.0～33.0 38.0～45.0 ≤15.0 ≤0.80 ≤0.10 ≤0.020 ≤13.0 粒度：5mm～40 mm，小于下限和大于上限的粒度各不超过5%。 3.2 氮化硅锰的主要成分 3.2.1 氮化硅锰的成分计算

N的中间值取28%，Si的中间取41.5%，结合剂及增氧3%，氮化硅锰合成原料基本成分（%）：

Si：60.1%，Mn≤21.7%，Fe≤18.8%

根据大规模工业生产的经验数据，Si转换为Si3N4的转化率一般在90～100%，Mn结合氮

量最大为9%，以此计算氮化硅锰的主要成分如下：

N Si Mn Fe

26.9～28.9

42.7～41.5 15.4～15.0 13.4～13.0 考虑不同厂家配料的差别，及转化率的差别，FeMnSiN—A、FeMnSiN—B硅含量定为38.0～43.0,氮含量定为26.0～30.0，锰含量定为10.0～15.0。FeMnSiN—C在以上两牌号基础上再做放宽，是氮化硅锰生产的入门级产品。产品中铁元素未做规定，对炼钢而言铁是有益元素，标准中以余量表示。 3.2.2 氮化硅锰的杂质

选用目前国内市场上的常规原料经物料平衡计算C、P、S均能达到表1的规定。作为炼钢的增氮剂，氮化硅锰不应含有水份，因为氮化硅锰产品结构比较疏松，储存、运输过程易吸水，包装必须防潮，表1中给出极限H2O含量为0.1%。 3.3 氮化硅锰分析方法

氮化硅锰中Si、N、P、S、H2O五个成分和氮化硅铁接近，分析方法同《氮化硅铁》的标准；C含量差别较大，对《氮化硅铁》标准的附录J中测定范围做了适当调整，列

为本标准的附录A；Mn的测定推荐采用本标准的附录B。