Ferosilicij je jedna od ferolegura s najvećim volumenom proizvedenih industrijski, a razlog je taj što isti materijal ima nekoliko različitih funkcija u proizvodnji metala. To je dezoksidant, dodatak za legiranje, redukcijsko sredstvo i inokulant, ovisno o tome gdje se u tijeku procesa koristi i s kojim sadržajem silicija. Razumijevanje koja se funkcija kupuje osnova je za odabir ocjene i načina dodavanja.
Dezoksidacija u proizvodnji čelika
Ferosilicij je esencijalni deoksidans u industriji proizvodnje čelika. Koristi se i za taložnu deoksidaciju, gdje otopljeni silicij reagira s otopljenim kisikom da bi se stvorio silicij koji se apsorbira u trosku, i za difuzijsku dezoksidaciju, gdje se aktivnost kisika u metalu smanjuje kroz fazu troske. Budući da je reakcija egzotermna, dodavanje podržava temperaturu lonca, što je važno kada nizvodno lijevanje ima uzak prozor pregrijavanja. Standardni stupanj proizvodnje čelika je FeSi75 s maksimalnim udjelom aluminija od 1,5 posto prema GB/T 2272, a odgovarajuća međunarodna specifikacija je ISO 5445.
Legiranje i njegov utjecaj na svojstva čelika
Silicij je namjerno legiran kako bi se povećala čvrstoća, tvrdoća i elastični odziv, kako bi se povećala magnetska propusnost i smanjio gubitak histereze u elektrotehničkim čelicima. Dodavanje silicija također utječe na otpornost na oksidaciju i otpornost na visoke-temperature. Tipični sadržaji silicija po obitelji čelika prikazani su dolje; ovo su normalni proizvodni rasponi, a ne ograničenja specifikacije, a primjenjivi standard proizvoda uvijek upravlja stvarnim zahtjevima.
| Čelična obitelj | Tipični sadržaj silicija | Razlog za dodatak |
|---|---|---|
| Opći ugljični čelik | 0,15 do 0,35 % | Ostatak dezoksidacije |
| Konstrukcijski čelik | 0,40 do 1,75 % | Ravnoteža čvrstoće i žilavosti |
| Alatni čelik | 0,30 do 1,80 % | Otpornost na temperaturu i tvrdoća |
| Opružni čelik | 0,40 do 2,80 % | Granica elastičnosti i otpornost na zamor |
| Čelik-otporan na toplinu | 1,00 do 3,00 % | Otpornost na kamenac pri temperaturi |
| Nehrđajući čelik-otporan na kiseline | 3,40 do 4,00 % | Otpornost na oksidaciju i kiseline u nekim stupnjevima |
| Elektrotehnički čelik | 2,00 do 3,00 % i više | Magnetska propusnost, manji gubitak jezgre |
Za elektrotehničke čelike razina silicija kontrolira se prema namjenskom standardu proizvoda kao što je EN 10106, gdje oznaka stupnja definira maksimalni specifični ukupni gubitak i nominalnu debljinu, tako da dobavljač ferosilicija mora raditi na tijesnom prozoru od silicija i aluminija, a ne na širokom rasponu.
Reducirajuće sredstvo za feroleure s-niskim udjelom ugljika
Ferosilicij s visokim-silicijem i srodne silikatne legure koriste se u industriji ferolegura kao redukcijski agensi, posebno za proizvodnju ferolegura s niskim-ugljikom silikotermičkim putem. U ovom procesu silicij u redukcijskom sredstvu uzima kisik iz rude ili koncentrata oksida, ostavljajući metal s niskim-ugljikom i trosku -bogatu silicijem. Ovo je standardna proizvodna ruta za feromangan s niskim-ugljikom i ferokrom s niskim-ugljikom, gdje bi preuzimanje ugljika iz reduktora ugljika bilo neprihvatljivo.
Inokulacija od lijevanog željeza
Dodan lijevanom željezu, ferosilicij djeluje kao inokulant. Sprječava stvaranje karbida, potiče taloženje grafita i, kod nodularnog željeza, podržava sferoidizaciju nakon tretmana magnezijem. Mjerljivi učinci su manje ohlađenih karbida, više eutektičkih ćelija i finiji, ravnomjernije raspoređeni oblik grafitnih pahuljica kada se procjenjuje prema klasifikacijskim dijagramima ISO 945-1 ili ASTM A247. Dodatak je obično dimenzioniran tako da se brzo otapa, zbog čega se granulirani i fini stupnjevi koriste za in-inokulaciju u struji i u kalupu.
Sekundarne industrijske primjene
Prah ferosilicija koristi se kao gusti suspendirani medij u obradi minerala, gdje suspenzija finih čestica visoke-gustoće u vodi daje teški medij za odvajanje gustoćom. U proizvodnji dodatnog materijala za zavarivanje, ferosilicij je standardni sastojak formulacija za prevlake elektroda, gdje služi kao deoksidans i izvor legure u zavarenom bazenu. Visok-silicij također hrani kemijski i elektronički sektor, kao sirovina za proizvodnju silikona i kao međuprodukt u pripremi poluvodičkog-silicija.
Često postavljana pitanja
Q:Koji se stupanj ferosilicija koristi za deoksidaciju čelika?
O: FeSi75 je uobičajeni stupanj proizvodnje čelika, s minimalnim sadržajem silicija od 75 posto i maksimalnim sadržajem aluminija od 1,5 posto prema GB/T 2272. Niži stupnjevi kao što je FeSi65 koriste se tamo gdje se preferira niži unos silicija ili drugačija struktura troškova.
Q:Koliko silicija ima u običnom ugljičnom čeliku?
O: Tipična rezidualna razina nakon deoksidacije je 0,15 do 0,35 posto. Konstrukcijski čelici općenito sadrže 0,40 do 1,75 posto, a elektrotehnički čelici 2 do 3 posto ili više, gdje je silicij namjerni dodatak legure.
Q:Zašto se ferosilicij koristi za izradu-ferolegura s niskim udjelom ugljika?
O: Zato što silicij može reducirati oksid rude bez unošenja ugljika. Rute smanjenja-zasnovane na ugljiku podigle bi sadržaj ugljika u proizvodu iznad specifikacije s niskim{2}}ugljikom.
Q:Može li se isti stupanj ferosilicija koristiti u čeliku i lijevanom željezu?
O: Često da, ali veličina se razlikuje. Proizvodnja čelika općenito koristi grumen za dodavanje u peć ili lonac, dok ljevaonice preferiraju granulirani ili fini materijal za inokulaciju, tako da se dvije primjene obično isporučuju s različitim specifikacijama veličine čestica.
Q:Što je ferosilicijski prah koji se koristi izvan metalurgije?
O: Glavna ne{0}}metalurška upotreba je teška srednja suspenzija u preradi minerala, gdje se fini prah visoke-gustoće u vodi koristi za-odvajanje na temelju gustoće. Premazi elektroda za zavarivanje druga su značajna primjena praha.
