کاربردها و فرآیندهای تولید فروسیلیس

میل ترکیبی شیمیایی بین سیلیکون و اکسیژن بسیار زیاد است، بنابراین فروسیلیس به عنوان یک اکسید زدا (اکسید زدایی رسوبی و دی اکسیداسیون دیفیوژن) در صنعت فولادسازی استفاده می شود. به جز فولاد جوشانده و فولاد نیمه کشته، محتوای سیلیکون در فولاد نباید کمتر از 0.10٪ باشد. سیلیکون در فولاد کاربید تشکیل نمی دهد، اما به صورت محلول جامد در فریت و آستنیت وجود دارد. سیلیکون تأثیر قوی در بهبود استحکام محلول جامد در فولاد و سرعت سخت شدن تغییر شکل کار سرد دارد، اما چقرمگی و انعطاف پذیری فولاد را کاهش می دهد. تأثیر متوسطی بر سختی پذیری فولاد دارد، اما می تواند پایداری تلطیف و مقاومت در برابر اکسیداسیون فولاد را بهبود بخشد، بنابراین آهن سیلیکون به عنوان یک عامل آلیاژی در صنعت فولادسازی استفاده می شود. سیلیکون همچنین دارای ویژگی های مقاومت ویژه بزرگ، هدایت حرارتی ضعیف و هدایت مغناطیسی قوی است. فولاد حاوی مقدار مشخصی سیلیکون است که می تواند نفوذپذیری مغناطیسی فولاد را بهبود بخشد، تلفات هیسترزیس را کاهش دهد و تلفات جریان گردابی را کاهش دهد. فولاد الکتریکی حاوی 2% تا 3% Si است، اما به مقدار کمی تیتانیوم و بور نیاز دارد. افزودن سیلیکون به چدن می تواند از تشکیل کاربیدها جلوگیری کرده و باعث رسوب و کروی شدن گرافیت شود. آهن سیلیکون منیزیا یک عامل کروی کننده رایج است. فروسیلیس حاوی باریم، زیرکونیوم، استرانسیوم، بیسموت، منگنز، خاکهای کمیاب و غیره به عنوان تلقیح در تولید چدن استفاده می شود. فروسیلیس با سیلیس بالا یک عامل کاهنده است که در صنعت فروآلیاژ برای تولید فروآلیاژهای کم کربن استفاده می شود. پودر فروسیلیس حاوی حدود 15 درصد سیلیکون (اندازه ذرات کمتر از 0.2 میلی متر) به عنوان یک عامل وزن در فرآوری مواد معدنی رسانه های سنگین استفاده می شود.

تجهیزات تولید فروسیلیکون یک کوره الکتریکی کاهش قوس غوطه ور است. محتوای سیلیکون فروسیلیس توسط دوز مواد خام آهن کنترل می شود. علاوه بر استفاده از سیلیس خالص و عوامل کاهنده برای تولید فروسیلیس با خلوص بالا، تصفیه خارج از کوره نیز برای کاهش ناخالصی هایی مانند آلومینیوم، کلسیم و کربن در آلیاژ مورد نیاز است. جریان فرآیند تولید فروسیلیس در شکل 4 نشان داده شده است. فروسیلیس حاوی Si≤ 65٪ را می توان در یک کوره الکتریکی بسته ذوب کرد. فروسیلیس با Si ≥ 70% در کوره الکتریکی باز یا کوره الکتریکی نیمه بسته ذوب می شود.