فروسیلیس و هرآنچه باید درباره آن بدانید!!
صنعت متالورژی ، صنعتی با فناوری پیشرفته است که نه تنها به مواد معدنی، بلکه به محصولات مصنوعی یا مکمل‌ها نیز برای بهبود شاخص‌های فلزی نیاز دارد. به عنوان مثال برای تولید گریدهای مختلفی از فولاد از فروآلیاژها (مانند : فرومنگنز ، فروسیلیکومنگنز ، فرومولبیدن ، فروتیتانیوم و … ) و آلیاژهای آهن مختلفی استفاده می‌شود. به یکی از پرکاربردترین این فروآلیاژها ، می‌توان به فروسیلیس با فرمول شیمیایی( FeSi ) اشاره کرد. این فروآلیاژ ، ماده‌ای ضروری برای صنعت فلز بوده و جهت اکسید زدایی، پالایش فلزات آهنی و غیر آهنی استفاده می شود. شایان ذکر است که اساس فرو سیلیس، آلیاژی از آهن با مواد افزودنی (منگنز، پتاسیم، مولیبدن، سیلیکون و غیره) است و تولید آن در دستگاه های خاصی انجام می‌شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر از کاربرد فرو سیلیس، پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای مقاله ما را همراهی بفرمایید. به طور حتم، مطالب ارائه شده در این بخش می‌تواند در بهبود سطح آگاهی شما از ماهیت این فروآلیاژ بسیار مثمر ثمر باشد!
که در صورت نیاز به خرید این فروآلیاژ می‌توانید به صفحه خرید فروسیلیس مراجعه نمایید. و یا با کارشناسان ما تماس بگیرید.
آنچه در ادامه مطلب خواهید خواند
اهمیت فروآلیاژها در صنعت متالورژی
پیش از آنکه به بررسی ماهیت و انواع کاربرد فروسیلیس بپردازیم، بهتر است نقش فروآلیاژهای مختلف در صنعت متالورژی را مورد بررسی قرار دهیم. همانطور که می‌دانید در متالورژی، از فروآلیاژها و آلیاژهای آهن مختلفی ( از جمله فرو سیلیس) برای فرایند ذوب استفاده می‌شود که از مهم‌ترین نتایج آن می‌توان به تولید بیش از 2.5 هزار برند از انواع فولادها اشاره کرد. لازم به ذکر است که از گریدهای بهتر فولاد در صنایع معدنی ، شیمیایی، ساختمانی، دفاعی و سایر صنایع استفاده می‌شود. در واقع، فروآلیاژ ، ماده‌ای افزودنی به فلز است که برای تغییر خواص مواد نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، اصلاح ویژگی‌های فولاد ضد زنگ با استفاده از فروآلیاژهای مختلف ، به صنعت‌کاران این امکان را می‌دهد که فولاد مربوطه را از نظر شاخص‌های مکانیکی، مقاومت در برابر دماهای شدید یا محیط های شیمیایی تهاجمی ، بهبود بخشند.
البته خواص نهایی فولاد بستگی به نوع فروآلیاژ و ترکیبی دارد که در طول دوره ذوب فلز استفاده می‌شود. به بیانی دیگر، تولید فروآلیاژها و استفاده بیشتر از آنها امکان دستیابی به آلیاژهای فولادی با عملکردهای متفاوت، به عنوان مثال، مواد غیر مغناطیسی یا ابزاری را فراهم می‌کند.
ماهیت فروسیلیس
فروسیلیس( به انگلیسی Ferrosilico ) گفته می‌شود، یک فروآلیاژ پر استفاده در صنایع فولادسازی است که از اجزای اصلی آهن و سیلیکون شکل گرفته است. لازم به ذکر است که استاندارد فروسیلیکون بر اساس محتوای سیلیکون موجود در آن است. در دهه های اخیر آلیاژهایی تولید شده اند که به طور میانگین حاوی 18، 20، 25، 45، 65، 69، 75، 90 و 92 درصد سیلیکون هستند. اعداد میانگین، محتوای سیلیکون را به صورت درصد نشان می دهند. به عنوان مثال، فروسیلیکون FS45 حاوی 41-47٪ Si یا به طور متوسط 45٪ Si است. از مهم‌ترین ویژگی‌های این فروآلیاژ می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- فرآیند تولید آن بر اساس احیای سیلیس است،
- به طور گسترده در متالورژی استفاده می شود.
کاربردهای فرو سیلیس
از فروسیلیس به عنوان یک افزودنی اکسید زدا و آلیاژی برای ذوب فولادهای الکتریکی، فولادهای مقاوم در برابر خوردگی و حرارت استفاده می‌شود. علاوه بر این، فرو سیلیس برای اکسید زدایی تمام گریدهای فولادی ملایم و همچنین برای آلیاژسازی تعدادی از گریدهای فولاد سازه‌ای و ترانسفورماتور ، بسیار پرکاربرد می‌باشد. لازم به ذکر است که از گریدهای فرو سیلیس کم سیلیکون برای اکسید زدایی اولیه فولاد در کوره و از گریدهای سیلیکونی بالا برای اکسید زدایی و آلیاژسازی فولاد در کوره و ملاقه و اکسید زدایی سرباره در حین ذوب الکتریکی فولاد و همچنین در تولید فروآلیاژهای کم کربن استفاده می‌شود.
- فروسیلیس یک اکسید زدای ضروری در صنعت فولاد است. در تولید فولاد، از فروسیلیس برای اکسید زدایی رسوبی و اکسید زدایی انتشاری استفاده می شود.
- از فرو سیلیس به عنوان یک عامل اصلاح کننده و کروی کردن در صنعت آهن استفاده می شود. در تولید چدن داکتیل، فروسیلیس ۷۵ ، یک اصلاح کننده مهم (کمک به رسوب گرافیت) و کروی ساز است.
- به عنوان یک عامل کاهنده در تولید فروآلیاژها استفاده می‌شود. به عبارتی، فرو-سیلیکون با سیلیکون بالا (یا آلیاژ سیلیکون) نوعی عامل کاهنده است که معمولا در تولید فروآلیاژهای کم کربن در صنعت فروآلیاژ استفاده می‌شود.
- به عنوان یک عامل تلقیح و کروی سازی در صنعت چدن استفاده می‌شود. افزودن مقدار مشخصی فروسیلیس در فرآیند چدن می‌تواند از تشکیل کاربید در آهن جلوگیری کرده و موجب رسوب و کروی شدن گرافیت شود. لازم به ذکر است که چدن یک ماده فلزی مهم در صنعت مدرن است. ارزانتر از فولاد بوده و به راحتی ذوب می شود. و علاوه بر این، خواص ریخته گری عالی و مقاومت لرزه‌ای بسیار بهتری نسبت به فولاد دارد.
- فروسیلیس، ماده اولیه اصلی تولید منیزیم است.
- فروسیلیس به عنوان منبع سیلیکون خالص در صنعت برق استفاده می‌شود.
- فروسیلیس در ساخت نیمه هادی ها نیز بسیار پرکاربرد می‌باشد.
- پودر فروسیلیس ریز آسیاب شده یا اتمیزه شده را می‌توان به عنوان فاز معلق در صنعت فرآوری مواد معدنی و به عنوان پوششی برای میله های جوشکاری در صنعت تولید الکترود استفاده کرد.
- پودر فروسیلیکون می‌تواند مقدار زیادی گرما را هنگامی که در دمای بالا سوزانده می‌شود، منتشر کند. بنابراین، اغلب به عنوان یک عامل مولد گرما برای درپوش های شمش فولادی و برای بهبود کیفیت و میزان بازیابی شمش‌های فولادی استفاده می‌شود.
- فروسیلیس را می توان در صنایع شیمیایی برای تولید محصولاتی مانند سیلیکون استفاده کرد.
روش های تولید فروسیلیس
برای تولید فروسیلیس با درصد خلوص بالای 15 درصد نیازمند کوره‌هایی با قوس الکتریکی است. بر اساس بررسی‌های انجام شده تولید این آلیاژ کار آسان و ساده‌ای نیست. این کار نیازمند استفاده از تجهیزات سنگین و گران قیمت است. همچنین نیاز به دانش بالایی برای تولید این ماده است.
در مرحله اول شما باید دانه سیلیسیم را از ناخالصی های خود جدا کرده و به سمت کوره‌های ذوب هدایت کنید. در این فرآیند دانه‌های کوچک شده سنگ سیلیسیم به همراه مواد دیگر مانند زغال سنگ، کک آهن و حتی زغال چوب وارد کوره‌های مخصوص ذوب می‌شوند. در این کوره‌ها از الکترودهای خاصی استفاده می‌شود که باعث می‌شود دمای کوره تا 2500 درجه سانتی‌گراد افزایش پیدا کند. در نتیجه به راحتی مواد داخل کوره ذوب می شوند.
زمان لازم برای اینکه مواد داخل کوره ذوب شوند چیزی بین 2 الی 4 ساعت است. کوره‌های مناسب برای ذوب سیلیسیم از لحاظ ساختار شبیه کوره‌های فولاد هستند. با این تفاوت که اندازه‌های آنها با یکدیگر متفاوت است. برای ساخت سیلیسیم باید ترکیب مشخصی از آهن و گرده‌های سیلیسیم را وارد این کوره‌ها کرد. سپس از طریق میله‌های مخصوص قوس الکتریکی آنها را در جریان الکتریکی قرار داده و آنها را ذوب کرد.
بعد از اینکه مواد به وسیله لوله‌های باردهی داخل کوره مواد ذوب شدند. از طریق مسیرهای مشخصی این مواد ذوب شده وارد پاتیل‌های مخصوصی شده و به شکل آلیاژهای مخصوصی در می‌آیند. در برخی از کارخانه‌ها نیز بعد از فرایند ذوب شده، مواد از داخل کوره‌های به صورت مذاب به سمت بسترهای خاصی حرکت می‌کنند. در آنجا مواد خیلی سریع سرد شده و خیلی سریع تکه تکه و شکسته می‌شوند. دانه‌های شکسته شده بر اساس اندازه و حجم در کیسه های مختلف بسته‌بندی می‌شوند. این کیسه‌ها برای مصارف گوناگون وارد بازار شده و خرید و فروش می‌شوند.
نحوه عرضه فروسیلیس
فروسیلیس، فروآلیاژی است که از آهن و سیلیسیم تشکیل شده است و از کک، براده های فولادی، کوارتز (یا سیلیس) به عنوان مواد خام تولید و در کوره الکتریکی ذوب می شود. شایان ذکر است که فروسیلیس عمدتا به صورت قطعاتی با وزن حداکثر 25 کیلوگرم، شمش‌هایی با وزن حداکثر 45 کیلوگرم و همچنین به صورت ذرات خرد شده و الک شده عرضه می‌شود. در حالت خرد شده فروسیلیس، اندازه ذرات این فروآلیاژ با الک کردن روی یک الک مشبک فولادی با سوراخ های مربع بررسی می‌شود.
دانه های فرو سیلیس چیست؟
در یک فرآیند استاندارد، فروسیلیس مایع از کوره خارج می‌شود، سپس خنک، خرد و آسیاب می‌شود تا به ظرافت مورد نظر برسد. به زبان ساده، ذرات فروسیلیس، ذرات کوچکی هستند که از طریق بلوک‌های طبیعی و استاندارد فروسیلیکون، فیلتر شده و بر اساس اندازه‌های دانه‌های مختلف تجزیه می‌شوند. در حال حاضر از ذرات فروسیلیس، به طور گسترده به عنوان یک عامل اصلاح کننده در ریخته‌گری های موجود در بازار استفاده می شوند. رایج ترین اندازه دانه و ذرات سیلیکون به صورت 0.2-1 میلی متر، 1-3 میلی متر، 3-8 میلی متر و یا بر اساس نیاز مشتری، سفارشی می‌شود.
لازم به ذکر است که ذرات فروسیلیس نه تنها در صنعت فولاد، بلکه در صنعت چدن نیز به عنوان مواد متالورژیکی قابل استفاده هستند. این امر عمدتا به این دلیل است که ذرات فروسیلیس می توانند توسط تولیدکنندگان چدن برای جایگزینی مواد اصلاح کننده و کروی ساز استفاده شوند.
تهیه فروسیلیس
در نهایت لازم به یادآوری است که آهن معدن از جمله مراکز شناخته شده در توزیع بهترین فروآلیاژهای بازار از جمله فروسیلیس است که به دلیل کیفیت فروآلیاژهای تولیدی خود توانسته است اعتماد بسیاری از مشتریان صنعتی را به سمت مجموعه خود معطوف نماید. در صورت نیاز به خرید فروسیلیس ، می‌توانید با کارشناسان آهن معدن در ارتباط باشید.
مشخصات فنی فروسیلیس
فروسیلیس دارای شکل ظاهری فلزی و نقره ای رنگ است. پودر این آلیاژ نیز به صورت کروی است. در حالت عادی این ماده خطرناک نیست؛ اما برای احتیاط بهتر است که در معرض تنفس افراد قرار نگیرد. کارگاه هایی که در زمینه تولید آلیاژهای این ماده فعالیت می‌کنند باید تهویه هوای مناسب داشته باشند.
نقطه ذوب سیلیسیم بین 1290 الی 1390 درجه سانتی‌گراد است و همچنین نقطه جوش این ماده نیز در حدود 2355 درجه سانتی‌گراد است. این ماده بر اساس خواصی که دارد در مجاورت آب واکنش نشان می‌دهد. واکنش این ماده با آب باعث آزاد شدن هیدروژن می‌شود.
این ماده دارای خاصیت مغناطیسی بالایی است و نسبت به خوردگی مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. درجه خلوص فروسیلیس عموماً بین 75 درصد است. مابقی مواد تشکیل دهنده آن شامل آهن، مقدار ناچیزی کلسیم، گوگرد، آلومینیوم و مواد دیگر است.
