Zjistěte více o ferosiliciu: od definice, jakosti až po širokou škálu použití

Ferosiliciumje binární slitina železa a křemíku, jejíž hlavními složkami jsou křemík (Si) a železo (Fe). Vyrábí se vysokoteplotním{1}}tavením v obloukové peci pod tavidlem.

 Suroviny:Křemenný písek (SiO₂ větší nebo rovný 99 %), koks (pevný uhlík větší nebo rovný 85 %) a ocelový odpad (Fe větší nebo rovný 98 %). Koks působí jako redukční činidlo, redukuje křemík v křemenném písku při 1700-2000 stupních, který se pak spojí se železem a vytvoří slitinu.

 Základní vlastnosti:Teplota tání 1200-1300 stupňů, hustota 6,8-7,2 g/cm³. Vyšší obsah křemíku má za následek větší tvrdost a křehkost a silnější deoxidační a inokulační funkce.

 Průmyslová hodnota:Díky mnoha funkcím, včetně dezoxidace, odsíření, legování a očkování, je hlavním představitelem „multi{0}}funkčních, levných{1}}nákladových“ surovin v metalurgickém průmyslu.

Druhy FeSi se dělí na "obsah křemíku + stupeň nečistot". Limity složení a použitelné scénáře základních stupňů jsou jasně definovány a existuje celkem 21 stupňů. Klíčové stupně jsou následující:

Poznámka:Jednotkou obsahu nečistot je hmotnostní zlomek. C, S a P jsou obecné limity. Některé speciální druhy lze přizpůsobit požadavkům na nečistoty (například s nízkým-sirným obsahemFeSi75, S Menší nebo rovno 0,03 %).

(1) Ocelářský průmysl: Dezoxidace, legování a pomocné funkce

Ferrosilicon je „základním funkčním materiálem“ při výrobě oceli a je kompatibilní s různými tavícími zařízeními, jako jsou konvertory a elektrické pece:

Deoxidační funkce:

Křemík má nízkou volnou energii pro reakci s kyslíkem a přednostně se slučuje s kyslíkem v roztavené oceli za vzniku Si02, který se odstraňuje se struskou. FeSi75 je hlavní deoxidační činidlo, přidává se v množství 0,3 % až 0,8 % roztavené oceli. Může snížit obsah kyslíku v roztavené oceli z 80-100 ppm na 30-50 ppm, čímž se sníží poréznost a defekty vměstků.

Funkce legování:

Doplňuje křemík pro zlepšení pevnosti a tvrdosti oceli. Například při výrobě nízkolegované oceli Q355- přidání 0,5 % FeSi75 zvyšuje pevnost v tahu o 10 % až 15 %, takže je vhodná pro ocel používanou ve stavebnictví a strojírenství.

Funkce topného prostředku:

Ferosilikonový prášek (100-200 mesh)při spalování uvolňuje velké množství tepla. Používá se jako topné činidlo pro víčka ingotů, může zvýšit výtěžnost ingotů o 10%-15% a snížit vady smrštění.

(2) Slévárenský průmysl: Inokulanty a sféroidizační činidla

Ferrosilicon je "regulátor výkonu" při výrobě litiny, vhodný především pro šedou litinu a tvárnou litinu:

Inokulanty:

Ferro Silicon 75 aFerro Silicon 65používají se jako očkovací látky, přidávají se v množství 0,2 % až 0,5 % hmoty roztaveného železa, podporují precipitaci grafitizace, zjemňují grafitová zrna a zvyšují rázovou houževnatost šedé litiny o 20 % až 30 %, vhodné pro bloky motorů a lože obráběcích strojů;

Sferoidizační činidla:

Ferosilicium s vysokým -křemíkem (FeSi 75 %) v kombinaci se slitinami hořčíku se používá jako sféroidizační činidlo pro tvárnou litinu, podporuje sféroidizaci grafitu, dosahuje míry sféroidizace přes 90 %, zvyšuje pevnost v tahu tvárné litiny z 300 MPa na více než 450 MPa, vhodné pro automobilové díly a náboje kol strojů.

(3) Výroba slitin a tavení hořčíku

Redukční činidlo feroslitiny:

Ferosilicium s vysokým -křemíkem (FeSi90) se díky svému nízkému obsahu uhlíku (méně než nebo rovný 0,2 %) používá jako redukční činidlo pro nízko-uhlíkové ferochrom a ferosilikon-manganové slitiny. Jeho redukční účinnost je o 30 % až 40 % vyšší než u koksu, čímž se zabrání nárůstu uhlíku ve slitině.

Základní surovina pro tavení hořčíku:

V Pidgeonově procesu pro tavení hořčíku se 75# FeSi používá jako redukční činidlo pro redukci hořčíku v CaO·MgO. 1.2-1.3 tunách Ferro Silicon se spotřebuje 75 % na každou tunu vyrobeného kovového hořčíku. Redukční teplota je řízena na 1100-1200 stupňů a míra regenerace hořčíku může dosáhnout více než 85%.

(4) Jiné speciální aplikace

Průmysl zpracování nerostů:

Prášek FeSi (200-300 mesh) se používá jako suspendovaná fáze v kaši k úpravě hustoty kaše (1,2-1,5 g/cm³), zlepšení separační účinnosti komplexních rud a zvýšení jakosti koncentrátu o 5%-8%;

Svařovací materiály:

FeSi65 se používá jako povlakový materiál pro svařovací elektrody, dosahuje dezoxidace při svařování, snižuje poréznost svaru a vměstků strusky a zlepšuje pevnost svaru v tahu a odolnost proti korozi, vhodný pro svařování konstrukční oceli a potrubí;

Chemický průmysl:

FeSi90 s vysokým-křemíkem se používá k výrobě organosilicia. Křemík reaguje s chlormethanem za vzniku methylchlorsilanu, který se dále syntetizuje do silikonového kaučuku, tmelů a dalších produktů vhodných pro oblast stavebnictví a elektronických obalů.

(1) Základní principy výběru

Na základě "Požadavků na čistotu":

Pro špičkovou-elektroniku a speciální slitiny zvolte řadu FeSi90 (nízký obsah hliníku, nízký obsah nečistot); pro běžnou výrobu oceli a odlévání zvolte řadu FeSi75 (vysoká nákladová-efektivita); pro malé litinové díly zvolte řadu FeSi45 (nízký křemík, vysoká houževnatost);

Na základě "funkčních požadavků":

Pro dezoxidaci upřednostněte slitinu Ferro Silicon 75 (střední obsah křemíku, vysoká účinnost reakce); pro očkování zvolte FeSi65 (vysoká tolerance nečistot, nízká cena); pro redukční činidla zvolte FeSi90 (nízkouhlíkový, silná redukční schopnost).

(2) Opatření pro použití

Kontrola dávkování:

Nadměrné přidávání může snadno vést ke zkřehnutí oceli/litiny (např. pokud přídavek FeSi75 překročí 1,0 %, rázová houževnatost oceli se sníží o více než 20 %);

Podmínky skladování:

Skladujte v suchém a větraném prostředí, zabraňte oxidaci vlhkostí (po oxidaci se na povrchu vytvoří film SiO₂, který snižuje reaktivitu);

Standardní kompatibilita:

Exportní produkty musí odpovídat mezinárodním normám (např. FeSi75 odpovídá ASTM A480 Grade 75, EN 15597-1 Typ FeSi75).