Легуре феросилицијумакористе силицијум (Си) и гвожђе (Фе) као њихове основне компоненте. Уобичајени типови садрже 45%-90% силицијума, са нечистоћама (Ал, Ца, С, П) строго контролисаним. Њихове двоструке функције произилазе из две основне карактеристике:
Јака деоксидирајућа активност силицијума:Силицијум има изузетно ниску слободну енергију за реакцију са кисеоником, реагујући спонтано на собној температури, а производи се лако одвајају.
Хетерогена нуклеациона способност силицијума:Атомски радијус силицијума је близак атомима гвожђа, што му омогућава да служи као језгро за нуклеацију током очвршћавања метала, рафинишући структуру зрна.
Деоксидација у производњи челика: функција феросилицијума "Уклањање и пречишћавање кисеоника".
ФеСи је најчешће коришћени композитни деоксидатор у производњи челика. Његова основна функција је уклањање кисеоника из растопљеног челика кроз хемијску реакцију, чиме се побољшава чистоћа растопљеног челика:
(1) Принцип деоксидације и механизам реакције
Основна реакција:
Силицијум пролази кроз реакцију измештања са ФеО у истопљеном челику (Си + 2ФеО → СиО₂ + 2Фе). Настали СиО₂ има густину од само 2,65 г/цм³, далеко нижу од оне од растопљеног челика, и брзо ће испливати до шљаке и бити уклоњен;
Синергистички ефекат:
Када се користи у комбинацији са деоксидантима феромангана и алуминијума, може да генерише композитну згуру ниске-тачке-тачке (као што је ЦаО-СиО₂-Ал₂О₃, тачка топљења око 1400 степени), што додатно појачава ефекат адсорбовања шљаке у шљаци. „дубока деоксидација + пречишћавање растопљеног челика“.
(2) Квантитативни ефекти и параметри примене
Контрола количине додатка:
Додавање 0,3%-0,8% (ФеСи75 разред) масе растопљеног челика током производње челика за претварач може смањити садржај кисеоника у растопљеном челику са 80-100ппм на 30-50ппм, повећавајући ефикасност деоксидације за 40% у поређењу са појединачним фероманганом.
Компатибилност разреда:
Високе{0}}врсте силицијума (ФерроСилицон 75, ФеСи90) имају већу ефикасност деоксидације и погодни су за високо{1}}квалитетне челике; средње-ниске класе силицијума (ФеСи65, ФеСи45) имају ниже трошкове и погодни су за обичне угљеничне челике.
Инокулација ливењем: Функција феросилицијума "Рафинисање зрна".
У ливењу ливеног гвожђа, легура феросилицијума, као инокулант језгра, побољшава механичка својства одливака регулацијом структуре очвршћавања:
(1) Принцип инокулације и механизам за пречишћавање зрна
Хетерогена нуклеација:
Атоми силицијума и количине алуминијума, калцијума у траговима, итд., у феро силицијуму формирају сићушна "нуклеациона језгра" (као што су честице СиЦ, Ал2О3, величине 0,1-1 μм) током очвршћавања растопљеног гвожђа, обезбеђујући тачке везивања за таложење графита;
Оптимизација структуре:
Промовише трансформацију графита из „љускастог“ у „фино сферни/црволик-, пречишћавајући зрна матрикса (величина зрна смањена са 80 μм на 30-40 μм), избегавајући проблеме кртости узроковане грубим структурама;
Подешавање композиције:
Додавање силицијумских елемената у ливено гвожђе (контролисање садржаја силицијума на 2,0%-3,5%) смањује тенденцију стварања белог гвожђа и побољшава обрадивост одливака.
(2) Квантитативни ефекти и параметри примене
Контрола количине додатка:
У ливењу од сивог ливеног гвожђа, препоручена количина додатка ФеСи75% је 0,2%-0,5% масе растопљеног гвожђа, ау дуктилном гвожђу 0,1%-0,3%;
Адаптација процеса:
Потребно га је додати 1-3 минута пре сипања да би се обезбедио стабилан ефекат инокулације и избегло превремено додавање које би довело до сагоревања силицијума.
Основне разлике у двострукој примени феросилицијума (основа за избор кључа)
| Сценарији апликација | Основни циљеви | Реакција/Механизам деловања | Препоручене оцене | Кључни контролни параметри |
| Деоксидација у производњи челика | Смањење садржаја кисеоника у растопљеном челику и уклањање инклузија | Реакција хемијске редукције (Си + ФеО → СиО₂ + Фе) | ФеСи75, ФеСи90 | Количина додатка: 0,3%-0,8%, температура растопљеног челика: 1500-1600 степени |
| Цастинг Иноцулатион | Рафинирање зрна, оптимизација морфологије графита | Хетерогена нуклеација + подешавање састава | ФеСи75, ФеСи65 | Количина додатка: 0,1%-0,5%, температура ливења: 1380-1450 степени |
Мере предострожности за примену и практичне тачке
(1) Мере предострожности за деоксидацију у производњи челика
Избегавајте претерано додавање:Садржај силицијума који прелази 1,0% ће довести до смањења заварљивости челика и смањења ударне жилавости за више од 20%;
Време додавања:У производњи челика конвертером, може се додати „у-током“ (током точења), док се у производњи челика у електролучним пећима може додати у серијама како би се обезбедила уједначена реакција;
Контрола нечистоћа:Користите ниско-алуминијумски феросилицијум (Ал мањи од или једнак 0,5%) да бисте избегли стварање инклузија Ал₂О₃, који утичу на квалитет површине челика.
(2) Мере предострожности за инокулацију
Избор величине:Феросилицијум који се користи за инокулацију треба да се дроби на 1-3 мм да би се обезбедило брзо растварање и избегле велике честице које изазивају неуједначен локални састав;
Метода инокулације:Користите „методу-уливања“ (додавање легуре феросилицијума у ток растопљеног гвожђа) или „инокулацију у-протоку“ да бисте побољшали униформност;
Избегавајте секундарну инокулацију:Ако растопљено гвожђе остане предуго (више од 10 минута), потребно је додати 10%-20% легуре ФеСи да би се одржао ефекат инокулације.
