Ferosilīcijs ir viens no rūpnieciski ražotajiem lielāka apjoma dzelzs sakausējumiem, un iemesls ir tas, ka viens un tas pats materiāls pilda vairākas dažādas funkcijas metāla ražošanā. Tas ir deoksidētājs, sakausējuma piedeva, reducētājs un inokulants atkarībā no tā, kur procesa plūsmā to izmanto un ar kādu silīcija saturu. Izpratne par to, kura funkcija tiek pirkta, ir pamats pakāpes un pievienošanas metodes izvēlei.
Deoksidācija tērauda ražošanā
Ferosilīcijs ir būtisks deoksidētājs tērauda ražošanas nozarē. To izmanto gan nokrišņu deoksidācijai, kur izšķīdis silīcijs reaģē ar izšķīdušu skābekli, veidojot silīcija dioksīdu, kas uzsūcas sārņos, gan difūzijas deoksidācijai, kur skābekļa aktivitāte metālā tiek samazināta caur izdedžu fāzi. Tā kā reakcija ir eksotermiska, pievienošana atbalsta kausa temperatūru, kam ir nozīme, ja pakārtotajai liešanai ir šaurs pārkaršanas logs. Standarta tērauda ražošanas klase ir FeSi75 ar maksimālo alumīnija saturu 1,5 % saskaņā ar GB/T 2272, un atbilstošā starptautiskā specifikācija ir ISO 5445.
Leģēšana un tās ietekme uz tērauda īpašībām
Silīcijs ir apzināti leģēts, lai palielinātu stiprību, cietību un elastību, palielinātu magnētisko caurlaidību un samazinātu histerēzes zudumus elektriskajos tēraudos. Silīcija pievienošana ietekmē arī izturību pret oksidēšanu un izturību pret augstu temperatūru. Tipiskais silīcija saturs pēc tērauda saimes ir parādīts zemāk; tie ir parastie ražošanas diapazoni, nevis specifikācijas ierobežojumi, un piemērojamais produkta standarts vienmēr nosaka faktiskās prasības.
| Tērauda ģimene | Tipisks silīcija saturs | Papildinājuma iemesls |
|---|---|---|
| Vispārējs oglekļa tērauds | 0,15 līdz 0,35 % | Deoksidācijas atlikums |
| Konstrukciju tērauds | 0,40 līdz 1,75 % | Spēka un stingrības līdzsvars |
| Instrumentu tērauds | 0,30 līdz 1,80 % | Temperatūras izturība un cietība |
| Atsperu tērauds | 0,40 līdz 2,80 % | Elastības robeža un noguruma izturība |
| Karstumizturīgs -tērauds | 1,00 līdz 3,00 % | Mēroga pretestība temperatūrā |
| Nerūsējošais skābes{0}}izturīgs tērauds | 3,40 līdz 4,00 % | Dažu pakāpju izturība pret oksidēšanos un skābēm |
| Elektriskais tērauds | 2,00 līdz 3,00 % un vairāk | Magnētiskā caurlaidība, mazāks serdes zudums |
Elektrisko tēraudu silīcija līmenis tiek kontrolēts saskaņā ar īpašu produktu standartu, piemēram, EN 10106, kur kategorijas apzīmējums nosaka maksimālos īpašos kopējos zudumus un nominālo biezumu, tāpēc ferosilīcija piegādātājam ir jāstrādā pie blīva silīcija un alumīnija loga, nevis plaša diapazona.
Reducējošais līdzeklis zema{0}}oglekļa sakausējumiem
Augsta-silīcija ferosilīcija un ar to saistītie silīcija sakausējumi tiek izmantoti ferosakausējumu rūpniecībā kā reducējoši līdzekļi, jo īpaši zema-oglekļa sakausējumu ražošanai silikotermiskā ceļā. Šajā procesā reducētājā esošais silīcijs paņem skābekli no rūdas vai oksīda koncentrāta, atstājot zemu-oglekļa metālu un silīcija{4}}bagātus izdedžus. Šis ir standarta ražošanas ceļš zema-oglekļa feromangāna un zema-oglekļa ferohroma ražošanai, kur oglekļa uztveršana no oglekļa reducētāja būtu nepieņemama.
Čuguna inokulācija
Pievienots čugunam, ferosilīcijs darbojas kā inokulants. Tas novērš karbīdu veidošanos, veicina grafīta nogulsnēšanos un kaļamā čuguna gadījumā atbalsta sferoidizāciju pēc magnija apstrādes. Izmērāmie efekti ir mazāk aukstuma karbīdu, vairāk eitektisko šūnu un smalkāka, vienmērīgāk sadalīta grafīta pārslu forma, ja to novērtē saskaņā ar ISO 945-1 vai ASTM A247 klasifikācijas tabulām. Papildinājums parasti tiek pielāgots tā izmēram, lai tas ātri izšķīst, tādēļ tiek izmantotas granulētas un smalkas pakāpes inokulācijai plūsmā un veidnē.
Sekundārie rūpnieciskie pielietojumi
Ferosilīcija pulveris tiek izmantots kā blīva suspendēta vide minerālu apstrādē, kur smalku, augsta{0}} blīvuma daļiņu suspensija ūdenī nodrošina smago vidi blīvuma atdalīšanai. Metināšanas palīgmateriālu ražošanā ferosilīcijs ir standarta sastāvdaļa elektrodu pārklājuma sastāvos, kur tas kalpo kā deoksidētājs un sakausējuma avots metināšanas baseinā. Augstas kvalitātes -silīcijs tiek izmantots arī ķīmiskajā un elektronikas nozarē, kā izejviela silikona ražošanai un kā starpprodukts pusvadītāju{4} kategorijas silīcija sagatavošanā.
Bieži uzdotie jautājumi
Q:Kuru ferosilīciju izmanto tērauda deoksidācijai?
A: FeSi75 ir parasta tērauda ražošanas kategorija ar minimālo silīcija saturu 75 % un maksimālo alumīnija saturu 1,5 % saskaņā ar GB/T 2272. Zemākas kategorijas, piemēram, FeSi65, tiek izmantotas, ja priekšroka tiek dota mazākam silīcija ievadam vai citai izmaksu struktūrai.
Q:Cik daudz silīcija ir parastajā oglekļa tēraudā?
A: Tipisks atlikuma līmenis pēc deoksidācijas ir no 0,15 līdz 0,35 procentiem. Konstrukciju tēraudi parasti satur 0,40 līdz 1,75 procentus, bet elektriskie tēraudi - 2 līdz 3 procentus vai vairāk, ja silīcijs ir tīša sakausējuma piedeva.
Q:Kāpēc ferosilīciju izmanto zema{0}}oglekļa sakausējumu ražošanai?
A: Tā kā silīcijs var samazināt rūdas oksīdu, neievadot oglekli. Oglekļa-samazināšanas ceļi palielinātu produkta oglekļa saturu virs zema-oglekļa specifikācijas.
Q:Vai vienu un to pašu ferosilīciju var izmantot tēraudā un čugunā?
A: Bieži jā, bet izmēri atšķiras. Tērauda ražošanā parasti izmanto vienreizējus krāsniņu vai kausu pievienošanai, savukārt lietuves dod priekšroku granulu vai smalku materiālu inokulācijai, tāpēc abiem lietojumiem parasti tiek piegādātas dažādas daļiņu izmēra specifikācijas.
Q:Kas ir ferosilīcija pulveris, ko izmanto ārējai metalurģijai?
A: Galvenā ne-metalurģiskā izmantošana ir smagas vidējas suspensijas veidā minerālu apstrādē, kur atdalīšanai pēc blīvuma{1}} izmanto smalku augsta blīvuma pulveri ūdenī. Metināšanas elektrodu pārklājumi ir otrs nozīmīgais pulvera pielietojums.
