Các tính chất vật lý củaferrosiliconthay đổi một cách có hệ thống với hàm lượng silicon (45%-90%):
| Kích thước đặc trưng | Các thông số cốt lõi (theo gradient nội dung silicon) | Tác động chính |
| Ngoại hình và hình thức | Ánh kim loại màu xám bạc-, có sẵn ở dạng khối/dạng hạt/bột, kết cấu cứng và giòn. | Dạng cục phù hợp làm nguyên liệu luyện thép; dạng bột thích hợp cho xúc tác hóa học. |
| điểm nóng chảy | FeSi45 (1200-1250 độ), FeSi75 (1280-1300 độ), FeSi90 (1320-1350 độ) | Hàm lượng silicon cao hơn dẫn đến điểm nóng chảy cao hơn, ảnh hưởng đến việc kiểm soát nhiệt độ nấu chảy. |
| Tỉ trọng | 6,8-7,2 g/cm³ (mật độ thấp hơn một chút với hàm lượng silicon cao hơn) | Xác định hiệu quả lắng và trộn trong thép/sắt nóng chảy |
| Độ cứng (HB) | FerroSilicon 45 (180-200),FerroSilicon 75(200-250), FerroSilicon 90 (230-280) | Độ cứng cao hơn cho thấy khả năng chống mài mòn cao hơn và phù hợp cho việc sản xuất các bộ phận chống mài mòn-. |
| Diện tích bề mặt riêng | Số lượng lớn (0,1-0,5 m2/g), Bột (1-3 m2/g) | Dạng bột thể hiện khả năng phản ứng cao hơn và phù hợp cho các ứng dụng tinh chế. |
Tính chất hóa học: Sự hỗ trợ thiết yếu cho các chức năng cốt lõi
(1) Khả năng giảm mạnh
Cơ sở nhiệt động lực học:Silicon có năng lượng tự do thấp để phản ứng với oxy và có thể phản ứng tự phát với oxy và oxit ở nhiệt độ cao;
Phản ứng chính:Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (Phản ứng cốt lõi để khử oxy trong luyện thép), mật độ SiO₂ được tạo ra thấp hơn nhiều so với thép nóng chảy nên dễ nổi và loại bỏ;
Hiệu ứng thực tế:Với việc bổ sung 0,3%-0,8% FeSi75, hàm lượng oxy trong thép nóng chảy có thể giảm từ 80-100ppm xuống 30-50ppm, đạt được hiệu quả khử oxy hàng đầu trong ngành.
(2) Khả năng tương thích hợp kim
Công suất giải pháp rắn:Silicon có thể tạo thành dung dịch rắn không giới hạn với sắt và cũng có thể tạo thành các hợp chất ổn định với các nguyên tố như magie, canxi và mangan (ví dụ: Mg₂Si, Ca₂SiO₄);
Kiểm soát tạp chất:Hợp kim fesi chất lượng cao{0}}có tạp chất (Al Nhỏ hơn hoặc bằng 1,0%, S Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05%, P Nhỏ hơn hoặc bằng 0,04%), tránh đưa các yếu tố có hại có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.
(3) Tính ổn định hóa học
Ở nhiệt độ phòng:Nó không phản ứng với nước, axit yếu hoặc bazơ yếu, thể hiện tính ổn định bảo quản cao;
Ở nhiệt độ cao:Ngoại trừ các chất oxy hóa mạnh, nó ổn định và thích hợp với môi trường luyện kim 1700-2000 độ.
Đặc điểm quy trình: Ưu điểm chính cho sản xuất công nghiệp
Chức năng điều chỉnh điểm nóng chảy
Cơ chế tác dụng:
Hợp kim Ferrosilicon có điểm nóng chảy thấp hơn sắt nguyên chất (1538 độ). Thêm nó vào hợp kim có thể làm giảm nhiệt độ nấu chảy.
Ứng dụng thực tế:
Thêm FeSi75% vào sản xuất thép có thể hạ nhiệt độ nấu chảy của thép nóng chảy xuống 50-80 độ, giảm mức tiêu thụ điện trên mỗi tấn thép khoảng 60-80kWh và tăng hiệu quả sản xuất lên 10% -15%.
Tối ưu hóa khả năng chảy tan chảy
Nguyên tắc hành động:
Silicon có thể làm giảm sức căng bề mặt và độ nhớt của thép/sắt nóng chảy (hàm lượng silicon tăng 1% thì độ nhớt giảm 5% -8%).
Hiệu ứng ứng dụng:
Thêm FerroSilicon 75% vào vật đúc giúp cải thiện khả năng chảy của sắt nóng chảy từ 15% -20%, giảm các khuyết tật như "đổ không đủ" và "đóng nguội" và tăng tỷ lệ đạt chuẩn đúc lên 8% -12%.
Thành phần có thể điều chỉnh
Không gian tùy chỉnh:
Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ cát thạch anh và than cốc, có thể tạo ra các loại ferrosilicon khác nhau có hàm lượng silicon từ 45% đến 90%;
Kịch bản phù hợp:
Các loại silic-thấp (FeSi45) có chi phí-thấp và phù hợp cho việc đúc thông thường; cấp silicon-cao (FeSi75/90) có độ tinh khiết cao và phù hợp với vật liệu điện tử và thép-cao cấp.
Đặc điểm chức năng: Ưu điểm cốt lõi trực tiếp tạo ra giá trị công nghiệp
(1) Thuộc tính kim loại được nâng cao
Tăng cường dung dịch rắn: Các nguyên tử silicon được tích hợp vào mạng ferit, gây biến dạng mạng và cản trở chuyển động trật khớp;
Hiệu ứng định lượng: Thêm 0,2%-0,5% FeSi75 vào thép kết cấu hợp kim thấp-làm tăng độ bền kéo thêm 10%-15% và cường độ chảy lớn hơn hoặc bằng 345MPa; thêm 1,0%-1,5% vào thép chịu mài mòn sẽ tăng khả năng chống mài mòn lên 30%-40%.
(2) Tinh chế hạt và tối ưu hóa cấu trúc vi mô
Cơ chế hoạt động: Silicon đóng vai trò là lõi tạo mầm không đồng nhất trong quá trình đông đặc kim loại, tinh luyện kích thước hạt (từ 50μm đến 30-40μm);
Giá trị cốt lõi: Cải thiện độ dẻo dai của thép và vật đúc, tăng độ bền va đập lên 20%-30%, tránh nguy cơ gãy giòn và phù hợp với các tình huống tải trọng va đập và nhiệt độ thấp.
(3) Tăng cường khả năng chống ăn mòn
Cơ chế bảo vệ: Silicon tạo thành màng oxit tổng hợp SiO₂-Al₂O₃ dày đặc trên bề mặt kim loại, cản trở phản ứng giữa oxy và ma trận bên trong;
Hiệu quả ứng dụng: Thép phong hóa chứa 0,5% -1,5% silicon giúp giảm 50% -70% tốc độ ăn mòn trong môi trường ẩm ướt, kéo dài tuổi thọ sử dụng lên 2-3 lần, phù hợp làm cầu và vật liệu xây dựng ngoài trời.
(4) Khử oxy và khử lưu huỳnh hiệp đồng
Hỗ trợ khử lưu huỳnh: Silicon phản ứng với lưu huỳnh để tạo thành SiS, chất này được loại bỏ cùng với xỉ. Tỷ lệ khử lưu huỳnh có thể đạt 10% -20% (hiệu quả thậm chí còn tốt hơn khi kết hợp với ferromanganese vàhợp kim canxi silic);
Giá trị cốt lõi: Giảm độ giòn nóng của thép, cải thiện hiệu suất hàn và độ dẻo xử lý, đồng thời giảm tỷ lệ lỗi trong sản xuất.
So sánh đặc điểm và logic lựa chọn của các loại Ferrosilicon khác nhau
| Lớp Ferrosilicon | Đặc điểm và ưu điểm cốt lõi | Kịch bản ứng dụng điển hình |
| FeSi45 | Chi phí thấp, điểm nóng chảy vừa phải, khả năng gia công tốt | Thích hợp cho việc đúc thông thường, sản xuất thép có yêu cầu-thấp và sản xuất hợp kim chính |
| FeSi65 | Tỷ lệ hiệu suất-chi phí cân bằng, hiệu quả khử oxy vừa phải | Sản xuất thép nói chung, đúc thông thường, sửa đổi hợp kim |
| FeSi75 | Khử oxy mạnh, sàng lọc hạt tuyệt vời, độ tinh khiết cao | -Thép chất lượng cao, vật đúc chính xác, chất khử magie nấu chảy |
| FeSi90 | Độ cứng cao, tính khử cực mạnh, ít tạp chất | Hợp kim-cao cấp, vật liệu điện tử, nguyên liệu thô phụ trợ bán dẫn |
