چیستفرو سیلیکون (FeSi)?

فرو سیلیکون (FeSi)، همچنین به عنوان شناخته شده استفروسیلیس، یکی از مهم ترین های جهان استفروآلیاژهادر متالورژی مدرن استفاده می شود. تولید شده از ترکیبسیلیکونوآهندر دمای بالا در داخل یک کوره قوس الکتریکی مستغرق، به عنوان یک کارآمد عمل می کنداکسید کننده, افزودنی آلیاژی، وعامل کاهندهبرای کاربردهای فولادسازی و ریخته گری از آنجایی که سیلیکون تمایل زیادی به اکسیژن دارد،فرو سیلیکونبه طور موثر اکسیژن محلول را از فولاد مذاب حذف می کند، تمیزی فولاد را بهبود می بخشد، خواص مکانیکی را افزایش می دهد و راندمان تولید را افزایش می دهد. امروز،فروسیلیسبه طور گسترده در استفاده می شودفولاد کربنی, فولاد آلیاژی, فولاد ضد زنگ, چدن, آهن شکل پذیرتولید الکترود جوشکاری، تولید منیزیم و بسیاری از فرآیندهای متالورژیکی دیگر.

تجاریفرو سیلیکوندر چندین درجه موجود است، از جملهFeSi75, FeSi72، وFeSi70، هر کدام برای نیازهای متالورژیکی مختلف طراحی شده اند. تولیدکنندگان نیز می توانند تولید کنندفرو سیلیکون آلومینیوم کم, سیلیکون فرو کربن کم، و ترکیبات شیمیایی سفارشی با توجه به مشخصات مشتری. با توجه به عملکرد عالی، کیفیت پایدار، و اثربخشی هزینه-فرو سیلیکونبه یک ماده خام ضروری برای کارخانه های فولاد، ریخته گری و تولید کنندگان آلیاژ در سراسر جهان تبدیل شده است.

چرا هستفرو سیلیکوندر متالورژی مدرن بسیار مهم است؟

اهمیت ازفرو سیلیکونفراتر از تامین سیلیکون برای فولاد است. در طول فولادسازی، فولاد مذاب به طور طبیعی اکسیژن را از مواد خام، سرباره و جو اطراف جذب می کند. اکسیژن اضافی با عناصر آلیاژی واکنش می دهد، آخال های اکسیدی ایجاد می کند، کیفیت فولاد را کاهش می دهد و بر عملکرد ریخته گری تأثیر منفی می گذارد. اضافه کردنفروسیلیساکسیژن محلول را به سرعت حذف می کند و اکسیدهای سیلیکونی پایدار تولید می کند که از فولاد مذاب جدا شده و در سرباره شناور می شوند. این فرآیند به طور قابل توجهی تمیزی فولاد را بهبود می‌بخشد و به تولیدکنندگان کمک می‌کند محصولات فولادی با کیفیت بالاتر-با عیوب داخلی کمتر تولید کنند.

علاوه بر اکسیداسیون،فرو سیلیکونسیلیکون به عنوان یک عنصر آلیاژی کمک می کند. سیلیکون استحکام، سختی، الاستیسیته، مقاومت در برابر اکسیداسیون و خواص مغناطیسی را افزایش می دهد در حالی که هزینه های تولید نسبتاً پایین را حفظ می کند. به همین دلیل،فروسیلیسبه طور گسترده در فولاد سازه ای، فولاد فنر، فولاد الکتریکی، فولاد ترانسفورماتور، فولاد بلبرینگ، فولاد آلیاژی-با استحکام بالا-و بسیاری از آلیاژهای ویژه استفاده می شود. بدونفرو سیلیکونتولید فولاد مدرن با بهره وری کمتر، نرخ نقص بالاتر و افزایش هزینه های تولید مواجه خواهد شد.

چیستفرو سیلیکونساخته شده از؟

 

هر چندفرو سیلیکونبه نظر می رسد یک آلیاژ دوتایی ساده از آهن و سیلیکون باشد، عملکرد کلی آن به شدت به خلوص مواد خام و کنترل عناصر ناخالصی بستگی دارد. صنعتیفروسیلیسعمدتا شاملسیلیکون (Si)وآهن (آهن)، در حالی که مقادیر کمی ازآلومینیوم (Al), کلسیم (Ca), کربن (C), فسفر (P)، وگوگرد (S)بسته به فرآیند تولید و کیفیت مواد اولیه وجود دارند.

صنایع مختلف به حدود ناخالصی متفاوتی نیاز دارند. تولیدکنندگان فولاد که فولادهای آلیاژی-با کیفیت بالا تولید می‌کنند، عموماً ترجیح می‌دهندفرو سیلیکون آلومینیوم کمزیرا آلومینیوم بیش از حد ممکن است مواد آلومینا را افزایش دهد و بر تمیزی فولاد تأثیر بگذارد. به همین ترتیب، مقادیر کمتر فسفر و گوگرد برای کاربردهایی که نیاز به چقرمگی، جوش پذیری و مقاومت در برابر خستگی دارند، ضروری است. در نتیجه، بسیاری از حرفه ایتولید کنندگان فرو سیلیکونسرمایه گذاری زیادی در انتخاب مواد خام، کنترل کوره و بازرسی کیفیت انجام دهید تا اطمینان حاصل شود که هر دسته از استانداردهای بین المللی و مشخصات مشتری مطابقت دارد.

 

 

چگونه استفرو سیلیکونتولید شده؟

مدرنفرو سیلیکونتولید بر اساس فرآیند کاهش دمای بالا-که در یککوره قوس زیر آب (SAF). اگرچه اصل اساسی برای چندین دهه بدون تغییر باقی مانده است، امروز پیشرو استتولید کنندگان فرو سیلیکونبرای اطمینان از ترکیب شیمیایی پایدار و عملکرد متالورژیکی سازگار، بر سیستم های کنترل کوره پیشرفته، مواد خام با دقت انتخاب شده و مدیریت کیفیت دقیق تکیه کنید.

برخلاف بسیاری از محصولات فلزی معمولی،فروسیلیسبه سادگی از آهن و سیلیکون ذوب نمی شود. در عوض، سیلیکون از آن استخراج می شودکوارتز (SiO2)از طریق یک واکنش کاهش کربوترمیک. سپس سیلیکون مذاب با آهن مذاب در داخل کوره ترکیب می شود و نهایی را تشکیل می دهدآلیاژ فرو سیلیکون. این فرآیند به دمای بیش از حد نیاز دارد2000 درجه، آن را به یکی از انرژی{0}}فشرده ترین عملیات در صنعت فروآلیاژ تبدیل می کند.

فرآیند تولید عموماً شامل آماده‌سازی مواد خام، شارژ کردن کوره، ذوب{0}در دمای بالا، ضربه زدن، خنک‌سازی، خرد کردن، غربال‌گری، بازرسی کیفیت و بسته‌بندی است. هر مرحله تولید بر مرحله نهایی تأثیر می گذاردمحتوای سیلیکون، سطوح ناخالصی، اندازه ذرات و کیفیت کلی محصول.

مواد اولیه مورد استفاده درتولید فرو سیلیکون

کیفیت ازفرو سیلیکونبا کیفیت مواد اولیه آن شروع می شود. عملکرد-بالافروسیلیستنها زمانی می توان تولید کرد که هر ماده ورودی نیازهای شیمیایی و فیزیکی دقیق را برآورده کند.

مواد اولیه اولیه شامل:

• کوارتز- منبع اصلی سیلیکون کوارتز-با خلوص بالا کیفیت- بالاتری تولید می‌کندفرو سیلیکونبا ناخالصی کمتر
• کک- کربن را برای کاهش دی اکسید سیلیکون به سیلیکون عنصری فراهم می کند.
• زغال سنگ- به عنوان یک عامل کاهش دهنده اضافی عمل می کند و به بهینه سازی عملکرد کوره کمک می کند.
• زغال چوب- نفوذپذیری کوره را بهبود می بخشد و به واکنش های کاهش پایدار کمک می کند.
• ضایعات فولاد- آهن مورد نیاز برای شکل گیری را تامین می کندآلیاژ FeSi.

حق بیمه بسیاریتامین کنندگان فرو سیلیکونمحتوای خاکستر، رطوبت، اندازه ذرات و سطوح ناخالصی این مواد خام را به دقت کنترل کنید زیرا حتی تغییرات کوچک ممکن است بر راندمان کوره و ترکیب نهایی آلیاژ تأثیر بگذارد.

فرآیند ذوبفروسیلیس

در طول ذوب، جریان الکتریکی از طریق الکترودهای کربنی به بار کوره می گذرد و دمای بسیار بالایی ایجاد می کند. با افزایش دما،دی اکسید سیلیکون (SiO2)با کربن واکنش می دهد و سیلیکون عنصری و گاز مونوکسید کربن تولید می کند.

واکنش ساده شده را می توان به صورت زیر بیان کرد:

SiO2 + 2C → Si + 2CO

سیلیکون تازه تشکیل شده بلافاصله در آهن مذاب حل می شود و تولید می کندفرو سیلیکونبا غلظت سیلیکون مورد نظر بسته به نیاز مشتری، تولید کنندگان شرایط کوره و نسبت مواد خام را برای تولید تنظیم می کنندFeSi75, FeSi72, FeSi70، یا نمرات سفارشی.

امکانات تولید مدرن به طور مداوم دمای کوره، بار الکتریکی، نرخ خوراک مواد خام و ترکیب شیمیایی را کنترل می کنند. این کنترل ها به بهبود بهره وری انرژی، افزایش بازیابی سیلیکون و کاهش هزینه های تولید و در عین حال حفظ کیفیت محصول پایدار کمک می کند.

کنترل کیفیت ازفرو سیلیکون

کیفیت ثابت برای هر فردی ضروری استتامین کننده فرو سیلیکون. فولادسازان از هر محموله ای می خواهند که ترکیب شیمیایی و عملکرد متالورژیکی قابل پیش بینی داشته باشد زیرا حتی تغییرات جزئی نیز می تواند بر کیفیت فولاد و راندمان تولید تأثیر بگذارد.

کنترل کیفیت معمولاً شامل موارد زیر می شود:

• تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی
• تایید محتوای سیلیکون
• تست کربن، فسفر، گوگرد، آلومینیوم و کلسیم
• بازرسی اندازه ذرات
• اندازه گیری رطوبت
• بازرسی ظاهری بصری
• ارزیابی مقاومت مکانیکی
• تایید بسته بندی

بسیاری از تولیدکنندگان همچنین از طیف‌سنج‌ها،-آنالایزرهای فلورسانس اشعه ایکس و تجهیزات آزمایش آزمایشگاهی استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که هر دسته قبل از ارسال با استانداردهای بین‌المللی مطابقت دارد.

خواص فیزیکی و شیمیاییفرو سیلیکون

عملکرد فوق العاده ازفرو سیلیکونارتباط نزدیکی با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن دارد. دارای پایداری حرارتی عالی، مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و میل ترکیبی قوی برای اکسیژن است که آن را به یکی از موثرترین ها تبدیل می کند.اکسید کننده های فولادسازیامروز در دسترس است.

خواص معمولی عبارتند از:

• ظاهر فلزی نقره ای-خاکستری
• دمای ذوب بالا
• پایداری شیمیایی عالی
• سختی بالا
• مقاومت در برابر اکسیداسیون قوی
• هدایت حرارتی خوب
• قابلیت اکسید زدایی عالی
• عملکرد آلیاژی پایدار

به دلیل این ویژگی ها،فروسیلیستحت شرایط سخت فولادسازی، تولید ریخته گری و سایر فرآیندهای متالورژیکی با دمای بالا-به طور قابل اعتمادی عمل می کند.