Ferrosilicium og silicomangan: The Two Workhorse Ferrolegeringer
Ferrosilicium og silicomangan er de to mest udbredte ferrolegeringer i stålfremstilling, og begge er uundværlige i processen. Deres primære opgave er at fungere som deoxideringsmiddel og legeringsmiddel: de fjerner overskydende ilt og svovl fra smeltet stål og justerer kemien, så det færdige stål opfylder dets mekaniske og ydeevnespecifikationer.
Forbrugsmønstrene har ændret sig i de senere år. Fordi silicomangan både deoxiderer varmen og øger manganindholdet i stålet, hvilket øger styrken, har det taget en voksende del af deoxidationspligten i forhold til ferrosilicium. Ferrosilicium er fortsat essentielt til siliciumlegering, til siliciumdræbte stålkvaliteter og separat til smeltning af magnesiummetal.
Karakterer og typiske specifikationer
| Produkt | Typisk karakter | Nøgleanalyse | Fælles dimensionering |
|---|---|---|---|
| Ferrosilicium | FeSi75, FeSi72, FeSi65 | Siliciumindhold efter kvalitet, balance jern med kontrolleret aluminium og kulstof | 10 - 50 mm klump, 0.2 - 3 mm granulat, pulver |
| Silicomangan | SiMn 6517, SiMn 6014 | Mangan og silicium efter kvalitet, kontrolleret kulstof og fosfor | 10 - 50 mm klump, finere sigtede fraktioner på forespørgsel |
Ferrosiliciumkvaliteter er opkaldt efter deres siliciumindhold, så FeSi75 bærer omkring 75% silicium. Silicomangankvaliteter er opkaldt efter indholdet af mangan og silicium sammen, så SiMn 6517 er målrettet omkring 65 % mangan og 17 % silicium. Begge familier leveres som grå klumper, og begge kan knuses og sigtes, når der er behov for en finere fraktion til slevtilsætning, hvilket forbedrer vejenøjagtigheden og opløsningshastigheden.
Bruges som deoxideringsmiddel
Stålfremstilling er en proces, hvor smeltet jern afkulles og fjernes for skadelige urenheder såsom fosfor og svovl ved at blæse ilt eller ved at tilsætte oxidanter. Under omdannelsen fra råjern til stål stiger iltindholdet i badet, og den ilt er til stede som jernoxid i det smeltede stål. Hvis det overskydende ilt efterlades i stålet, kan varmen ikke støbes ind i en sund barre, og de mekaniske egenskaber opnås ikke.
Midlet er at tilføje elementer, hvis affinitet til ilt er stærkere end jerns, og hvis oxider let udstødes i slaggen. Rangeret fra svag til stærk, affiniteten af de fælles elementer for oxygen i smeltet stål løber chrom, mangan, kulstof, silicium, vanadium, titanium, bor, aluminium, zirconium og calcium. Den rækkefølge er grunden til, at jernlegeringer baseret på silicium, mangan, aluminium og calcium er standard deoxidanter i stålfremstilling, og hvorfor ferrosilicium og silicomangan oplades i næsten hver varme.
Bruges som legeringsmiddel
Legeringselementer gør mere end at sænke urenhedsindholdet i stål: de justerer den kemiske sammensætning og dermed egenskaberne. Legeringselementerne i daglig brug omfatter silicium, mangan, krom, molybdæn, vanadium, titanium, wolfram, kobolt, bor og niobium. Stål, der indeholder forskellige legeringselementer, og forskellige mængder af dem, opfører sig på helt forskellige måder, hvorfor stålkvaliteter er skrevet omkring deres legeringsspecifikation. Silicium øger styrken og den elektriske resistivitet og er essentiel i transformer- og fjederstål; mangan øger hærdbarheden og styrken og kombineres med svovl for at kontrollere dets skadelige virkning.
Bruges som reduktionsmiddel
Ferrosilicium fungerer som et reduktionsmiddel i produktionen af andre ferrolegeringer, herunder ferromolybdæn og ferrovanadium.
Silicium chrom legering bruges som et reduktionsmiddel til raffinering af medium og lavt kulstof ferrochrom.
Silicomangan bruges på samme måde til raffinering af medium og lavkulstof ferromangan.
Ferrosilicium tjener også som reduktionsmiddel i den silikotermiske produktion af magnesiummetal, som er et separat og væsentligt udløb for legeringen.
At vælge mellem ferrosilicium og silicomangan
Vælg silicomangan, når varmen har brug for deoxidation og en mangantilsætning på samme tid.
Vælg ferrosilicium, når målet er siliciumlegering, siliciumdræbt stål eller reduktionsydelse i en nedstrøms ferrolegeringsproces.
Tilpas størrelsen til tilsætningspunktet: grove klumper til ovnpåfyldning, sigtede granulat til trimning af slev.
Kontroller kulstof og fosfor i specifikationen, fordi disse rester passerer ind i stålet.
Bed om partianalysen og opbevar den sammen med varmejournalen, så deoxidationsbalancen kan kontrolleres, hvis støbningen ikke består sin test.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvad er hovedanvendelsen af ferrosilicium og silicomangan?
Begge bruges hovedsageligt som deoxidationsmidler og legeringsmidler i stålfremstilling. De fjerner overskydende ilt og svovl fra smeltet stål og justerer dets kemiske sammensætning for at opfylde den nødvendige kvalitet.
Q: Hvorfor erstatter silicomangan ferrosilicium i deoxidation?
Fordi silicomangan deoxiderer varmen og tilføjer mangan på samme tid, hvilket øger stålets styrke, så dosisandelen af silicomangan som deoxidant er steget over den for ferrosilicium.
Q: Hvilke grundstoffer har en stærkere affinitet til ilt end jern?
Rangeret fra svag til stærk: krom, mangan, kulstof, silicium, vanadium, titanium, bor, aluminium, zirconium og calcium. Jernlegeringer baseret på silicium, mangan, aluminium og calcium bruges derfor til deoxidation.
Q: Hvad betyder karakternavnene?
FeSi75 betyder ferrosilicium med omkring 75 % silicium. SiMn 6517 betyder silicomangan med omkring 65% mangan og 17% silicium. Højere siliciumkvaliteter kræver generelt en højere pris.
Q: Kan ferrosilicium bruges uden for stålfremstilling?
Ja. Ferrosilicium er et reduktionsmiddel til fremstilling af ferromolybdæn, ferrovanadium og andre legeringer, og det bruges også til at smelte magnesiummetal.
Q: Hvilken størrelse skal bestilles?
Klump på 10 - 50 mm passer til opladning af ovn, mens sigtede granulat og pulver opløses hurtigt i øsen og giver en mere nøjagtig dosering til den endelige trimning af analysen.