Физичка својстваферосилицијумсистематски варирају са садржајем силицијума (45%-90%):
| Карактеристичне димензије | Основни параметри (према градијенту садржаја силикона) | Кључни утицаји |
| Изглед и форма | Сребрно-сиви металик сјај, доступан у облику блокова/гранула/прашка, тврде и крхке текстуре. | Грудна форма је погодна за сировине за производњу челика; облик праха је погодан за хемијску катализу. |
| Тачка топљења | ФеСи45 (1200-1250 степени), ФеСи75 (1280-1300 степени), ФеСи90 (1320-1350 степени) | Већи садржај силицијума резултира вишом тачком топљења, што утиче на контролу температуре топљења. |
| Густина | 6,8-7,2 г/цм³ (густина је нешто мања са већим садржајем силицијума) | Одређује ефикасност седиментације и мешања у растопљеном челику/гвожђу |
| Тврдоћа (ХБ) | ФерроСилицон 45 (180-200),ФерроСилицон 75(200-250), ФерроСилицон 90 (230-280) | Већа тврдоћа указује на већу отпорност на хабање и погодност за{0}}производњу делова отпорних на хабање. |
| Специфична површина | Расути (0,1-0,5 м²/г), прах (1-3 м²/г) | Прашкасти облик показује већу реактивност и погодан је за рафинисане примене. |
Хемијска својства: основна подршка за основне функције
(1) Јака редуцибилност
Термодинамичка основа:Силицијум има ниску слободну енергију за реакцију са кисеоником и може спонтано да реагује са кисеоником и оксидима на високим температурама;
Кључна реакција:Си + 2ФеО → СиО₂ + 2Фе (реакција језгра за деоксидацију у производњи челика), густина створеног СиО₂ је много нижа од оне код истопљеног челика, што га чини лаким за плутање и уклањање;
Стварни ефекат:Уз додатак од 0,3%-0,8% ФеСи75, садржај кисеоника у истопљеном челику може се смањити са 80-100ппм на 30-50ппм, постижући ефикасност деоксидације водећу у индустрији.
(2) Компатибилност легирања
Капацитет чврстог раствора:Силицијум може да формира неограничен чврсти раствор са гвожђем, а такође може да формира стабилна једињења са елементима као што су магнезијум, калцијум и манган (нпр. Мг₂Си, Ца₂СиО₄);
Контрола нечистоћа:Висок-квалитетна феси легура има нечистоће (Ал мање или једнако 1,0%, С мање или једнако 0,05%, П мање или једнако 0,04%), чиме се избегава уношење штетних елемената који би могли да утичу на перформансе финалног производа.
(3) Хемијска стабилност
На собној температури:Не реагује са водом, слабим киселинама или слабим базама, показујући јаку стабилност складиштења;
На високим температурама:Осим јаких оксидирајућих супстанци, стабилан је и погодан за металуршко топљење на 1700-2000 степени.
Карактеристике процеса: кључне предности за индустријску производњу
Функција подешавања тачке топљења
Механизам деловања:
Легура феросилицијума има нижу тачку топљења од чистог гвожђа (1538 степени). Додавање у легуру може смањити температуру топљења.
Практична примена:
Додавање ФеСи75% у производњу челика може смањити температуру топљења растопљеног челика за 50-80 степени, смањити потрошњу електричне енергије по тони челика за 60-80кВх и повећати ефикасност производње за 10%-15%.
Оптимизација течности талине
Принцип деловања:
Силицијум може смањити површински напон и вискозитет растопљеног челика/гвожђа (за сваких 1% повећања садржаја силицијума, вискозност се смањује за 5%-8%).
Ефекат апликације:
Додавање ФерроСилицон 75% у ливење побољшава течност растопљеног гвожђа за 15%-20%, смањује недостатке као што су "недовољно изливање" и "хладно затварање" и повећава стопу квалификације ливења за 8%-12%.
Прилагодљива композиција
Простор за прилагођавање:
Подешавањем односа кварцног песка и кокса, могу се произвести различити разреди феросилицијума са садржајем силицијума у распону од 45% до 90%;
Погодни сценарији:
Ниски{0}}класи силицијума (ФеСи45) су ниски-и погодни за обично ливење; високи-класи силицијума (ФеСи75/90) имају високу чистоћу и погодни су за најквалитетнији челик и електронске материјале.
Функционалне карактеристике: кључне предности које директно стварају индустријску вредност
(1) Побољшана својства метала
Јачање чврстог раствора: Атоми силицијума су уграђени у феритну решетку, узрокујући изобличење решетке и ометајући кретање дислокације;
Квантитативни ефекат: Додавање 0,2%-0,5% ФеСи75 ниско-легираном конструкцијском челику повећава затезну чврстоћу за 10%-15% и границу течења већу од или једнаку 345МПа; додавање 1,0%-1,5% челику отпорном на хабање повећава отпорност на хабање за 30%-40%.
(2) Рафинирање зрна и оптимизација микроструктуре
Механизам деловања: Силицијум делује као хетерогено језгро нуклеације током очвршћавања метала, рафинишући величину зрна (од 50μм до 30-40μм);
Основна вредност: Побољшава жилавост челика и одливака, повећавајући жилавост на удар за 20%-30%, избегавајући ризик од кртог лома и погодан за сценарије ниске температуре и оптерећења при удару.
(3) Повећана отпорност на корозију
Механизам заштите: Силицијум формира густ СиО₂-Ал₂О₃ композитни оксидни филм на површини метала, ометајући реакцију између кисеоника и унутрашњег матрица;
Ефекат примене: Челик за временске услове који садржи 0,5%-1,5% силицијума доживљава смањење стопе корозије за 50%-70% у влажним срединама, продужавајући век трајања за 2-3 пута, што га чини погодним за мостове и спољне грађевинске материјале.
(4) Синергистичка деоксидација и одсумпоравање
Помоћ при одсумпоравању: Силицијум реагује са сумпором и формира СиС, који се уклања са шљаком. Стопа одсумпоравања може да достигне 10%-20% (ефекат је још бољи када се комбинује са фероманганом илегуре калцијума и силицијума);
Основна вредност: Смањује врућу ломљивост челика, побољшава перформансе заваривања и пластичност обраде и смањује стопу грешака у производњи.
Поређење карактеристика и логика избора различитих класа феросилицијума
| Ферросилицон Градес | Основне карактеристике и предности | Типични сценарији примене |
| ФеСи45 | Ниска цена, умерена тачка топљења, добра обрадивост | Погодно за опште ливење, производњу челика са ниским-захтевима и производњу главне легуре |
| ФеСи65 | Избалансиран однос трошкова{0}} и учинка, умерена ефикасност деоксидације | Општа производња челика, конвенционално ливење, модификација легуре |
| ФеСи75 | Јака деоксидација, одлична префињеност зрна, висока чистоћа | Високо{0}}квалитетни челик, прецизно ливење, средство за редукцију топљења магнезијума |
| ФеСи90 | Висока тврдоћа, изузетно јака редукциона својства, мало нечистоћа | Високе{0}}легуре, електронски материјали, полупроводничке помоћне сировине |
