Ferrosiliitsiumi sulamidkasutada põhikomponentidena räni (Si) ja rauda (Fe). Tavalised klassid sisaldavad 45–90% räni, mille lisandid (Al, Ca, S, P) on rangelt kontrollitud. Nende topeltfunktsioonid tulenevad kahest põhiomadusest:
Räni tugev deoksüdeeriv toime:Ränil on hapnikuga reageerimisel äärmiselt madal vaba energia, mis reageerib spontaanselt toatemperatuuril ja tooted on kergesti eraldatavad.
Räni heterogeenne tuumade moodustumise võime:Räni aatomiraadius on lähedane rauaaatomite omale, võimaldades tal olla metalli tahkumise ajal tuumade moodustamise südamikuna, täpsustades tera struktuuri.
Terase tootmise desoksüdatsioon: ferrosiliconi "hapniku eemaldamise ja puhastamise" funktsioon
FeSi on terasetööstuses kõige sagedamini kasutatav komposiitdeoksüdeerija. Selle põhifunktsiooniks on hapniku eemaldamine sulaterasest keemilise reaktsiooni kaudu, parandades seeläbi sulaterase puhtust:
(1) Deoksüdatsiooni põhimõte ja reaktsioonimehhanism
Põhireaktsioon:
Räni läbib nihkumisreaktsiooni sulaterase FeO-ga (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe). Tekkinud SiO₂ tihedus on ainult 2,65 g/cm³, mis on palju madalam kui sulaterasel ning see ujub kiiresti räbu juurde ja eemaldatakse;
Sünergiline toime:
Kui seda kasutatakse koos ferromangaani ja alumiiniumi deoksüdeerijatega, võib see tekitada madala -sulamistemperatuuriga- liiträbu (nagu CaO-SiO₂-Al₂O₃, sulamistemperatuur umbes 1400 kraadi), suurendades veelgi räbu dubleerimise ja eraldumise võimet. "sügav desoksüdatsioon + sulaterase puhastamine".
(2) Kvantitatiivsed mõjud ja rakendusparameetrid
Lisasumma kontroll:
0,3–0,8% (FeSi75 klass) sulaterase massi lisamine konverteri terase valmistamisel võib vähendada sulaterase hapnikusisaldust 80–100 ppm-lt 30–50 ppm-ni, suurendades desoksüdatsiooni efektiivsust 40% võrreldes ühe ferromangaaniga.
Hinnete ühilduvus:
Kõrged{0}}räniklassid (FerroSilicon 75, FeSi90) on kõrgema desoksüdatsioonitõhususega ja sobivad kvaliteetsete teraste jaoks; keskmise-madala räni klassi (FeSi65, FeSi45) on madalamate kuludega ja sobivad tavaliste süsinikteraste jaoks.
Valamine inokulatsioon: Ferrosiliconi "tera rafineerimise" funktsioon
Malmist valades parandab ferrosiliitsiumi sulam kui südamiku inokulant valandite mehaanilisi omadusi, reguleerides tahkestumise struktuuri:
(1) Inokuleerimise põhimõte ja teravilja rafineerimismehhanism
Heterogeenne nukleatsioon:
Räni aatomid ja vähesel määral alumiiniumi, kaltsiumi jne moodustavad ferrosiidis olevad sularaua tahkestamisel väikesed "tuumatuumad" (nagu SiC, Al₂O₃ osakesed, suurusega 0,1–1 μm), pakkudes kinnituskohti grafiidi sadestamiseks;
Struktuuri optimeerimine:
Soodustab grafiidi muutumist "helbelisest" "peeneks sfääriliseks/ussitaoliseks"{0}}, rafineerides maatriksi terad (tera suurust vähendatud 80 μm-lt 30–40 μm-le), vältides jämedate struktuuride põhjustatud murenemisprobleeme;
Kompositsiooni reguleerimine:
Ränielementide lisamine malmile (ränisisalduse reguleerimine 2,0%-3,5%) vähendab valge raua moodustumise tendentsi ja parandab valandite töödeldavust.
(2) Kvantitatiivsed mõjud ja rakendusparameetrid
Lisasumma kontroll:
Hallmalmivalamisel on FeSi75% soovitatav lisamise kogus 0,2%-0,5% sulamalmi massist ja kõrgtugevas malmis 0,1%-0,3%;
Protsessi kohandamine:
Seda tuleb lisada 1-3 minutit enne valamist, et tagada stabiilne inokulatsiooniefekt ja vältida enneaegset lisamist, mis põhjustab räni põlemist.
Peamised erinevused ferrosiliitsi kahekordses kasutuses (võtmevaliku alus)
| Rakenduse stsenaariumid | Põhieesmärgid | Reaktsioon/Toimemehhanism | Soovitatavad hinded | Peamised juhtimisparameetrid |
| Terase valmistamise desoksüdatsioon | Sulaterase hapnikusisalduse vähendamine ja lisandite eemaldamine | Keemiline redutseerimisreaktsioon (Si + FeO → SiO₂ + Fe) | FeSi75, FeSi90 | Lisamise kogus: 0,3%-0,8%, sulaterase temperatuur: 1500-1600 kraadi |
| Inokulatsiooni valamine | Terade rafineerimine, grafiidi morfoloogia optimeerimine | Heterogeenne tuumastumine + koostise reguleerimine | FeSi75, FeSi65 | Lisamise kogus: 0,1%-0,5%, valamistemperatuur: 1380-1450 kraadi |
Kasutamise ettevaatusabinõud ja praktilised juhised
(1) Ettevaatusabinõud terasetööstuse deoksüdatsiooniks
Vältige liigset lisamist:Ränisisaldus üle 1,0% vähendab terase keevitatavust ja löögitugevust rohkem kui 20% võrra;
Lisamise aeg:Konverterterase tootmisel saab seda lisada "voolus" (koputamise ajal), samas kui elektrikaarahju terase valmistamisel saab seda lisada partiidena, et tagada ühtlane reaktsioon;
Lisandite kontroll:Kasutage madala -alumiiniumist ferrosiliitsiumi (Al 0,5% või vähem), et vältida Al2O3 lisandite teket, mis mõjutavad terase pinna kvaliteeti.
(2) Ettevaatusabinõud inokuleerimisel
Suuruse valik:Inokuleerimiseks kasutatav ferrosilikoon tuleb purustada 1-3 mm paksuseks, et tagada kiire lahustumine ja vältida suuri osakesi, mis põhjustavad ebaühtlast kohalikku koostist;
Inokulatsiooni meetod:Kasutage ühtluse parandamiseks "valamise{0}}meetodit" (ferrosiliitsiumi sulami lisamine sularaua voolule) või "sissevooluga inokulatsiooni";
Vältige sekundaarset inokuleerimist:Kui sularaud püsib liiga kaua (üle 10 minuti), tuleb inokulatsiooniefekti säilitamiseks lisada 10–20% FeSi sulamit.
