فروسیلیس صنعتی

فروسیلیسیم (Ferro Silicon)

فروسیلیسیم یکی از پرمصرف‌ترین و استراتژیک‌ترین فروآلیاژها در صنایع فولادسازی و ریخته‌گری محسوب می‌شود. این فروآلیاژ ظاهری نقره‌ای تا خاکستری دارد و نقطه ذوب آن در محدوده ۱۲۹۰ تا ۱۳۹۰ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد. چگالی فروسیلیسیم بسته به درصد سیلیسیم، حدود ۲٫۵ تا ۴٫۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب متغیر است.

فروسیلیسیم از طریق احیای کربوترمی سیلیس (کوارتز) و منابع آهن با استفاده از کربن (کک یا مواد کربنی مشابه) در کوره‌های قوس الکتریکی تولید می‌شود. ترکیب شیمیایی این فروآلیاژ معمولاً شامل ۱۰ تا ۹۰ درصد سیلیسیم و مابقی آهن است. عناصر ناخالصی نظیر منگنز، کروم، فسفر، گوگرد و آلومینیوم معمولاً در مقادیر کمتر از ۰٫۵ درصد حضور دارند.

کربن در فروسیلیسیم به عنوان ناخالصی ناخواسته شناخته می‌شود و کنترل آن در کیفیت نهایی محصول اهمیت بالایی دارد.

کاربردهای فروسیلیسیم

فروسیلیسیم به دلیل نقش چندمنظوره خود، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

اکسیژن‌زدا در مذاب فولاد

جوانه‌زا در ریخته‌گری چدن‌های خاکستری و نشکن

عامل نشکن‌ساز در تولید چدن داکتیل

تولید فولادها و چدن‌های پرسیلیس و آلیاژی

تولید فروآلیاژهای مشتق مانند:

فروسیلیکومنیزیم (FeSiMg)

فروسیلیکومنگنز (FeSiMn)

کنترل ترکیب شیمیایی مذاب در مرحله تخلیه از کوره به پاتیل

کاربرد در پوشش الکترودهای جوشکاری (گل جوش)

منبع تأمین سیلیسیم در صنایع برق، مس و فولادهای الکتریکی

استفاده در متالورژی استخراجی به‌عنوان عامل احیاکننده در فرآیند سیلیکوترمی

کاربرد در صنایع سرب و روی به‌عنوان عامل جداساز

فروسیلیسیم نقش کلیدی در افزایش استحکام، سختی، خاصیت مغناطیسی و اصلاح ریزساختار فولاد و چدن ایفا می‌کند و یکی از اجزای پایه‌ای در تولید جوانه‌زاها و فروسیلیکو منیزیم به‌شمار می‌رود.

نقش فروسیلیسیم در فولادهای الکتریکی و چدن

سیلیسیم به عنوان عنصر آلیاژی، نقش اساسی در تولید فولادهای الکتریکی مورد استفاده در هسته ترانسفورماتورها و الکتروموتورها دارد. همچنین فروسیلیسیم به‌عنوان منبع تأمین سیلیسیم تا حدود ۳ درصد در تولید چدن‌های خاکستری و نشکن استفاده می‌شود و تأثیر مستقیمی بر خواص مکانیکی و ریختگی مذاب دارد.

روش تولید فروسیلیسیم

تولید فروسیلیسیم عمدتاً در کوره‌های قوس الکتریکی انجام می‌شود. مواد اولیه پس از توزین و اختلاط، به داخل کوره شارژ شده و در دمایی در حدود ۲۵۰۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌گردند. پس از انجام واکنش احیا، مذاب فروسیلیسیم تخلیه شده و در بستر ماسه‌ای ریخته می‌شود. پس از سرد شدن، محصول خرد، دانه‌بندی و مطابق نیاز صنایع مختلف عرضه می‌گردد.

مواد اولیه مورد استفاده:

۱. مواد حامل سیلیسیم:

کوارتز و کوارتزیت با خلوص بیش از ۹۷٪ SiO₂ و دانه‌بندی معمول ۱۵ تا ۱۰۰ میلی‌متر

۲. مواد احیاکننده:

کک، زغال‌سنگ، آنتراسیت یا ترکیبی از آن‌ها با خاکستر کم، استحکام مکانیکی بالا و واکنش‌پذیری مناسب

۳. مواد حامل آهن:

سنگ‌آهن پرعیار، گندله، قراضه و براده آهن با حداقل ناخالصی

فرآیند تولید فروسیلیسیم معمولاً بدون سرباره انجام می‌شود، بنابراین خلوص مواد اولیه تأثیر مستقیم بر کیفیت محصول نهایی دارد.

نکته فنی مهم

با توجه به تولید فروسیلیسیم به روش سرباره‌ای، توجه دقیق به آنالیز شیمیایی محصول هنگام سفارش الزامی است.

آنالیز شیمیایی استاندارد فروسیلیسیم قابل عرضه

فروسیلیسیم بر اساس درصد سیلیسیم در گریدهای مختلف تولید و عرضه می‌گردد. آنالیز شیمیایی معمول فروسیلیسیم صنعتی به شرح زیر است:

فروسیلیسیم 75%

عنصر    Si         Fe        Al         C          Ca        P          S

درصد وزنی        72–75%           مابقی     ≤ 2.0% ≤ 0.2% ≤ 0.5% ≤ 0.05%           ≤ 0.02%

فروسیلیسیم 65%

عنصر    Si         Fe        Al         C          Ca        P          S

درصد وزنی        63–65%           مابقی     ≤ 2.0% ≤ 0.25%           ≤ 0.7% ≤ 0.05%           ≤ 0.02%

فروسیلیسیم 45%

عنصر    Si         Fe        Al         C          Ca        P          S

درصد وزنی        44–47%           مابقی     ≤ 2.5% ≤ 0.3% ≤ 1.0% ≤ 0.06%           ≤ 0.03%

دانه بندی استاندارد

0-3 میلی متر

3-10 میلی متر

10-60 میلی متر

بسته‌بندی و ارسال

بسته‌بندی: فله یا جامبو بگ ۱۰۰۰ کیلوگرمی (مطابق درخواست مشتری)