Tìm hiểu thêm về ferrosilicon: từ định nghĩa, cấp độ đến phạm vi sử dụng rộng rãi

Ferrosiliconlà một hợp kim nhị phân của sắt và silicon, với silicon (Si) và sắt (Fe) là thành phần cốt lõi của nó. Nó được sản xuất thông qua quá trình nấu chảy ở nhiệt độ-cao trong lò hồ quang chìm.

 Nguyên liệu:Cát thạch anh (SiO₂ Lớn hơn hoặc bằng 99%), than cốc (cacbon cố định Lớn hơn hoặc bằng 85%) và thép phế liệu (Fe Lớn hơn hoặc bằng 98%). Than cốc đóng vai trò là chất khử, khử silic trong cát thạch anh ở nhiệt độ 1700-2000 độ, sau đó nung chảy với sắt để tạo thành hợp kim.

 Đặc điểm cốt lõi:Điểm nóng chảy 1200-1300 độ, mật độ 6,8-7,2 g/cm³. Hàm lượng silicon cao hơn dẫn đến độ cứng và độ giòn cao hơn, đồng thời có chức năng khử oxy và tiêm chủng mạnh hơn.

 Giá trị công nghiệp:Sở hữu nhiều chức năng bao gồm khử oxy, khử lưu huỳnh, tạo hợp kim và tiêm chủng, nó là đại diện cốt lõi của nguyên liệu thô "đa chức năng, chi phí thấp" trong ngành luyện kim.

Các loại FeSi được chia thành "hàm lượng silicon + loại tạp chất". Giới hạn thành phần và các kịch bản áp dụng của các lớp cốt lõi được xác định rõ ràng và có tổng cộng 21 lớp. Các lớp chính như sau:

Ghi chú:Đơn vị của hàm lượng tạp chất là phần khối lượng. C, S và P là giới hạn chung. Một số loại đặc biệt có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu về tạp chất (chẳng hạn như hàm lượng lưu huỳnh thấp-FeSi75, S Nhỏ hơn hoặc bằng 0,03%).

(1) Công nghiệp luyện thép: Chức năng khử oxy, hợp kim và phụ trợ

Ferrosilicon là "vật liệu chức năng cốt lõi" của sản xuất thép và nó tương thích với các thiết bị luyện kim khác nhau như bộ chuyển đổi và lò điện:

Chức năng khử oxy:

Silicon có năng lượng tự do thấp để phản ứng với oxy và tốt nhất là nó kết hợp với oxy trong thép nóng chảy để tạo thành SiO₂, chất này sẽ được loại bỏ cùng với xỉ. FeSi75 là chất khử oxy chủ đạo, được thêm vào ở mức 0,3% -0,8% khối lượng thép nóng chảy. Nó có thể làm giảm hàm lượng oxy trong thép nóng chảy từ 80-100 ppm xuống 30-50 ppm, làm giảm độ xốp và khuyết tật bao gồm.

Chức năng hợp kim:

Nó bổ sung silicon để cải thiện sức mạnh và độ cứng của thép. Ví dụ: khi sản xuất thép hợp kim thấp Q355-, việc thêm 0,5% FeSi75 sẽ tăng độ bền kéo lên 10%-15%, phù hợp với thép dùng trong xây dựng và máy móc.

Chức năng làm nóng đại lý:

Bột Ferrosilicon (100-200 lưới)tỏa ra một lượng nhiệt lớn khi đốt cháy. Được sử dụng làm chất làm nóng cho nắp phôi, nó có thể tăng hiệu suất phôi lên 10% -15% và giảm khuyết tật co ngót.

(2) Công nghiệp đúc: Chế phẩm và chất tạo hình cầu

Ferrosilicon là “chất điều chỉnh hiệu suất” trong sản xuất gang, chủ yếu thích hợp cho gang xám và sắt dẻo:

Chế phẩm:

Ferro Silicon 75 vàSắt silic 65được sử dụng làm chế phẩm, thêm 0,2% -0,5% khối lượng sắt nóng chảy, thúc đẩy kết tủa than chì hóa, tinh chế hạt than chì và tăng độ bền va đập của gang xám lên 20% -30%, thích hợp cho khối động cơ và giường máy công cụ;

Tác nhân tạo hình cầu:

Ferrosilicon silic-cao (FeSi 75%) kết hợp với hợp kim magie được sử dụng làm chất tạo hình cầu cho sắt dẻo, thúc đẩy quá trình hình cầu hóa của than chì, đạt tỷ lệ hình cầu hóa trên 90%, tăng độ bền kéo của sắt dẻo từ 300MPa lên trên 450MPa, thích hợp cho trục bánh xe ô tô và các bộ phận máy móc kỹ thuật.

(3) Sản xuất hợp kim và luyện magiê

Chất khử hợp kim sắt:

Ferrosilicon silic-cao (FeSi90), do hàm lượng cacbon thấp ( Nhỏ hơn hoặc bằng 0,2%), được sử dụng làm chất khử cho các hợp kim mangan-cacbon ferrochrome và ferrosilicon{4}}thấp. Hiệu suất khử của nó cao hơn than cốc 30% -40%, tránh làm tăng lượng carbon trong hợp kim.

Nguyên liệu thô cốt lõi để nấu chảy magiê:

Trong quy trình Pidgeon để nấu chảy magie, 75# FeSi được sử dụng làm chất khử để khử magie trong CaO·MgO. 1.2-1.3 tấn Ferro Silicon 75% được tiêu thụ cho mỗi tấn magie kim loại được sản xuất. Nhiệt độ giảm được kiểm soát ở mức 1100-1200 độ và tỷ lệ thu hồi magiê có thể đạt trên 85%.

(4) Các ứng dụng đặc biệt khác

Công nghiệp chế biến khoáng sản:

Bột FeSi (200-300 Mesh) được sử dụng làm pha lơ lửng trong bùn để điều chỉnh mật độ bùn (1,2-1,5 g/cm³), nâng cao hiệu quả tách quặng phức tạp và tăng cấp độ cô đặc thêm 5%-8%;

Vật liệu hàn:

FeSi65 được sử dụng làm vật liệu phủ cho điện cực hàn, có tác dụng khử oxy trong quá trình hàn, giảm độ xốp của mối hàn và tạp xỉ, nâng cao độ bền kéo và khả năng chống ăn mòn của mối hàn, thích hợp cho hàn kết cấu thép và hàn đường ống;

Công nghiệp hóa chất:

Ferrosilicon silic hàm lượng-cao (FeSi90) được dùng để sản xuất silic hữu cơ. Silicon phản ứng với chloromethane tạo ra methylchlorosilane, sau đó được tổng hợp thành cao su silicon, chất bịt kín và các sản phẩm khác, phù hợp cho lĩnh vực xây dựng và đóng gói điện tử.

(1) Nguyên tắc lựa chọn cốt lõi

Dựa trên "Yêu cầu về độ tinh khiết":

Đối với-các thiết bị điện tử cao cấp và hợp kim đặc biệt, hãy chọn dòng FeSi90 (nhôm thấp, ít tạp chất); đối với sản xuất và đúc thép thông thường, hãy chọn dòng FeSi75 (hiệu quả về chi phí-cao); đối với các bộ phận gang nhỏ, chọn dòng FeSi45 (silicon thấp, độ dẻo dai cao);

Dựa trên "Yêu cầu chức năng":

Để khử oxy, ưu tiên hợp kim Ferro Silicon 75 (hàm lượng silicon vừa phải, hiệu suất phản ứng cao); để cấy chọn FeSi65 (có khả năng chịu tạp chất cao, chi phí thấp); đối với chất khử chọn FeSi90 (có hàm lượng carbon thấp, khả năng khử mạnh).

(2) Thận trọng khi sử dụng

Kiểm soát liều lượng:

Việc bổ sung quá mức có thể dễ dàng dẫn đến hiện tượng giòn thép/gang (ví dụ: nếu lượng bổ sung FeSi75 vượt quá 1,0% thì độ bền va đập của thép sẽ giảm hơn 20%);

Điều kiện bảo quản:

Bảo quản trong môi trường khô ráo, thoáng mát, tránh hiện tượng oxy hóa ẩm (sau quá trình oxy hóa sẽ hình thành màng SiO₂ trên bề mặt làm giảm khả năng phản ứng);

Khả năng tương thích tiêu chuẩn:

Sản phẩm xuất khẩu phải đạt tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ FeSi75 tương ứng với ASTM A480 Grade 75, EN 15597-1 Type FeSi75).