פרוסיליקוןהיא סגסוגת בינארית של ברזל וסיליקון, עם סיליקון (Si) וברזל (Fe) כמרכיבי הליבה שלה. הוא מיוצר באמצעות התכה-בטמפרטורה גבוהה בכבשן קשת שקוע.
חומרי גלם:חול קוורץ (SiO₂ גדול או שווה ל-99%), קוקס (פחמן קבוע גדול מ-85%) וגרוטאות פלדה (Fe גדול מ-98%). קולה פועל כחומר מפחית, ומפחית את הסיליקון בחול הקוורץ ב-1700-2000 מעלות, אשר לאחר מכן מתמזג עם הברזל ליצירת סגסוגת.
מאפייני ליבה:נקודת התכה 1200-1300 מעלות, צפיפות 6.8-7.2 גרם/ס"מ³. תכולת סיליקון גבוהה יותר גורמת לקשיות ושבריריות רבה יותר, ולפונקציות שחרור וחיסון חזקות יותר.
ערך תעשייתי:בעל פונקציות מרובות כולל הסרת חמצון, הסרת גופרית, סגסוג וחיסון, הוא נציג ליבה של חומרי גלם "רב-תפקודיים, בעלות-נמוכה" בתעשיית המתכות.
מערכת דרגת פרוסיליקון
ציוני FeSi מחולקים ל"תוכן סיליקון + דרגת טומאה". מגבלות ההרכב והתרחישים החלים של ציוני הליבה מוגדרים בבירור, וישנם בסך הכל 21 ציונים. ציוני המפתח הם כדלקמן:
| צִיוּן | טווח תוכן סיליקון (Si). | תוכן מקסימלי של זיהומים עיקריים (Al/Fe/C/S/P) | מאפייני ליבה | יישומים אופייניים |
| FeSi90Al0.5 | 87.0%-95.0% | 0.5%/ מרווח / 0.2%/0.05%/0.04% | טוהר גבוה, זיהומים נמוכים | חומרי גלם עבור-סגסוגות אלקטרוניות וחומרי מוליכים למחצה מתקדמים |
| FeSi90Al3.0 | 87.0%-95.0% | 3.0%/ מרווח / 0.2%/0.05%/0.04% | סיליקון גבוה, זיהומים בינוניים | חומרי חיסון להתכת סגסוגת מיוחדת ויציקה מדויקת |
| FeSi75Al0.5-A | 72.0%-80.0% | 0.5%/ מרווח / 0.15%/0.05%/0.04% | עלות-יחס ביצועים גבוה, אלומיניום נמוך | מסיר חמצון לפלדה- באיכות גבוהה וחומרי כדוריות לברזל רקיע |
| FeSi75Al1.0-B | 72.0%-80.0% | 1.0%/ מרווח / 0.15%/0.05%/0.04% | רב תכליתי, עלות מתונה | מסיר חמצון ותוספי סגסוגת לפלדה רגילה |
| FeSi65Al2.0 | 60.0%-67.0% | 2.0%/ מרווח / 0.2%/0.05%/0.04% | סיליקון בינוני, מתאים ליציקה | חומרי חיסון לייצור ברזל יצוק אפור ופלדה מסגסוגת נמוכה |
| FeSi45Al4.0 | 40.0%-47.0% | 4.0%/ מרווח / 0.3%/0.05%/0.04% | סיליקון נמוך, קשיחות גבוהה | חומרי הפחתה לחלקי ברזל יצוק קטנים ולהתכת מגנזיום |
פֶּתֶק:יחידת תכולת הטומאה היא שבר מסה. C, S ו-P הם מגבלות כלליות. ניתן להתאים כמה דרגות מיוחדות לדרישות טומאה (כגון -נמוכות בגופריתFeSi75, S פחות או שווה ל-0.03%).
תרחישי יישום ליבה ופרמטרים טכניים של פרוסיליקון
(1) תעשיית ייצור פלדה: ניקוי חמצון, סגסוג ופונקציות עזר
פרוסיליקון הוא "חומר הליבה הפונקציונלי" של ייצור פלדה, והוא תואם לציוד התכה שונה כגון ממירים ותנורים חשמליים:
פונקציית שחרור חמצון:
לסיליקון יש אנרגיה חופשית נמוכה לתגובה עם חמצן, והוא מתחבר עם חמצן בפלדה מותכת כדי ליצור SiO₂, אשר מוסר עם הסיגים. FeSi75 הוא מסיר חמצון מיינסטרים, המוסף ב-0.3%-0.8% ממסת הפלדה המותכת. זה יכול להפחית את תכולת החמצן של הפלדה המותכת מ-80-100 עמודים לדקה ל-30-50 עמודים לדקה, להפחית את הנקבוביות ואת פגמי ההכללה.
פונקציית סגסוגת:
זה משלים סיליקון כדי לשפר את החוזק והקשיחות של הפלדה. לדוגמה, בעת ייצור פלדה מסגסוגת Q355 נמוכה-, הוספת 0.5% FeSi75 מגבירה את חוזק המתיחה ב-10%-15%, מה שהופך אותו למתאים לפלדה המשמשת בבנייה ובמכונות.
פונקציית חומר חימום:
אבקת פרוסיליקון (100-200 mesh)משחרר כמות גדולה של חום בעת שריפה. בשימוש כחומר חימום למכסי מטיל, הוא יכול להגדיל את תפוקת המטיל ב-10%-15% ולהפחית את פגמי הצטמקות.
(2) תעשיית היציקה: חומרי חיסון וחומרי כדוריות
פרוסיליקון הוא "ווסת ביצועים" בייצור ברזל יצוק, מתאים בעיקר לברזל יצוק אפור וברזל רקיע:
חומרי חיסון:
Ferro Silicon 75 וFerro Silicon 65משמשים כחומרי חיסון, מתווספים ב-0.2%-0.5% ממסת הברזל המותך, מקדמים משקעי גרפיטיזציה, זיקוק גרגרי גרפיט ומגדילים את קשיחות ההשפעה של ברזל יצוק אפור ב-20%-30%, מתאים לבלוקים של מנועים ומיטות מכונות;
חומרי כדוריות:
סיליקון פרוסיליקון גבוה (FeSi 75%) בשילוב עם סגסוגות מגנזיום משמש כחומר כדורי לברזל רקיע, מקדם את הכדוריות של גרפיט, משיג קצב כדוריות של למעלה מ-90%, הגדלת חוזק המתיחה של ברזל רקיע מ-300MPa ליותר מ-450MPa עבור מנוע גלגלים וגלגלים מתאימים.
(3) ייצור סגסוגות והתכת מגנזיום
חומר צמצום סגסוגת ברזל:
סיליקון פרוסיליקון גבוה-(FeSi90), בשל תכולת הפחמן הנמוכה שלו (פחות או שווה ל-0.2%), משמש כחומר הפחת עבור סגסוגות פרוכרום פחמן נמוכות- וסגסוגות פרוסיליקון-מנגן. יעילות ההפחתה שלו גבוהה ב-30%-40% מקוק, תוך הימנעות מגידול פחמן בסגסוגת.
חומר גלם ליבה להתכת מגנזיום:
בתהליך Pidgeon להתכת מגנזיום, 75# FeSi משמש כחומר מפחית להפחתת מגנזיום ב- CaO·MgO . 1.2-1.3 טונות של Ferro Silicon 75% נצרכים עבור כל טון מגנזיום מתכתי המיוצר. טמפרטורת ההפחתה נשלטת ב-1100-1200 מעלות, ושיעור התאוששות המגנזיום יכול להגיע ליותר מ-85%.
(4) יישומים מיוחדים אחרים
תעשיית עיבוד מינרלים:
אבקת FeSi (200-300 mesh) משמשת כשלב מרחף ברחצה כדי להתאים את צפיפות הרחצה (1.2-1.5 גרם/ס"מ³), שיפור יעילות ההפרדה של עפרות מורכבות והגדלת דרגת הריכוז ב-5%-8%;
חומרי ריתוך:
FeSi65 משמש כחומר ציפוי לריתוך אלקטרודות, השגת דה חמצון במהלך ריתוך, הפחתת נקבוביות ריתוך ותכלילי סיגים, ושיפור חוזק מתיחה ועמידות בפני קורוזיה, מתאים לריתוך פלדה מבנית וצינורות;
תעשייה כימית:
סיליקון פרוסיליקון גבוה-(FeSi90) משמש לייצור סיליקון אורגני. הסיליקון מגיב עם כלורומתאן לייצור מתילכלורוסילאן, המסונתז עוד יותר לגומי סיליקון, חומרי איטום ומוצרים אחרים, המתאימים לתחומי הבנייה והאריזה האלקטרונית.
היגיון בחירה ושיקולים עבור ציוני Ferrosilicon
(1) עקרונות ליבה של בחירה
מבוסס על "דרישות טוהר":
עבור מוצרי אלקטרוניקה-מתקדמים וסגסוגות מיוחדות, בחר בסדרת FeSi90 (אלומיניום נמוך, מעט זיהומים); לייצור ויציקה רגילים של פלדה, בחר בסדרת FeSi75 (עלות גבוהה-יעילות); עבור חלקי ברזל יצוק קטנים, בחר בסדרת FeSi45 (סיליקון נמוך, קשיחות גבוהה);
מבוסס על "דרישות פונקציונליות":
עבור הסרת חמצון, תעדוף סגסוגת Ferro Silicon 75 (תכולת סיליקון מתונה, יעילות תגובה גבוהה); עבור חיסון, בחר FeSi65 (סובלנות גבוהה לטומאה, עלות נמוכה); עבור חומרי הפחתה, בחר FeSi90 (דל פחמן, יכולת הפחתה חזקה).
(2) אמצעי זהירות לשימוש
בקרת מינון:
תוספת מוגזמת עלולה בקלות להוביל להתפרקות פלדה/ברזל יצוק (למשל, אם תוספת FeSi75 עולה על 1.0%, קשיחות ההשפעה של הפלדה תפחת ביותר מ-20%);
תנאי אחסון:
אחסן בסביבה יבשה ומאווררת, הימנע מחמצון לחות (לאחר חמצון, יווצר סרט SiO₂ על פני השטח, מה שמפחית את התגובתיות);
תאימות סטנדרטית:
מוצרי ייצוא חייבים להתאים לתקנים בינלאומיים (למשל, FeSi75 תואם ASTM A480 Grade 75, EN 15597-1 Type FeSi75).
