Deoxiderande och legerande beteende vid ståltillverkning
Ferrokisel har starka deoxiderande egenskaper inom ståltillverkningsindustrin och är en nyckeltillsats för att producera stål som uppfyller dess kemiska specifikation. Kisel kombineras lätt med syre, så syret som lösts i badet kan avlägsnas på ett kontrollerat sätt istället för att bilda slumpmässiga porositeter och oxidsträngar under stelningen. I de senare stadierna av smältprocessen måste det smälta stålet deoxideras, och en lämplig tillsats av ferrokisel ger ett förutsägbart resultat vid skänken såväl som i ugnen.
Samma tillsats fungerar som ett legeringsmedel. Kisel löst i stål höjer hårdhet, elasticitet och styrka, varför konstruktions-, fjäder-, verktygs- och elektriska stålsorter alla har ett specificerat kiselsortiment. Eftersom elementet är billigt jämfört med de flesta legeringsmetaller och löser sig snabbt vid ståltillverkningstemperatur, är ferrokisel ett praktiskt sätt att träffa både deoxidations- och legeringsmålet med en enda tillsats.
Ympning och sfäroidisering i gjutjärnsindustrin
Ferrokisel visar en andra uppsättning egenskaper inom gjutjärnsindustrin, där den fungerar som inokulant och som sfäroidiseringsmedel. En uppmätt tillsats till det smälta järnet förhindrar bildning av karbider, främjar utfällning och sfäroidisering av grafit och har därför en direkt inverkan på utvecklingen av segjärn. Gjutjärn smälter lättare än stål och har utmärkta gjutegenskaper, men det behöver sin grafit vara i rätt form för att nå användbara mekaniska egenskaper. Ympning med ferrokisel ger det resultatet, så legeringen har blivit ett av standardtillskotten för gjuteri för segjärn och för högeffektivt gråjärn.
I gjuteripraktiken tillförs ferrokiseln vanligtvis i ett siktat storleksintervall som matchar skänken eller i form inokuleringsmetoden som används av gjuteriet, och tillsatshastigheten bestäms av svavel- och syrehalten i basjärnet. En sen, väl spridd tillsats ger den starkaste inokuleringseffekten, varför många gjuterier tillför en mindre korrigerande mängd i mögelströmmen snarare än att bara förlita sig på en stor slevtillsats.
Reduktionsmedel vid tillverkning av järnlegering med låg kolhalt
Kisel har hög affinitet för syre, och ferrokisel med hög kisel innehåller också mycket lite kol. Den kombinationen gör det till standardreduktionsmedlet i ferrolegeringsindustrin när ferrolegeringar med låga kolhalter tillverkas, eftersom ett kolreduktionsmedel skulle ta tillbaka det kol som processen försöker ta bort. Samma princip används vid framställning av metalliskt kisel och i ett antal metallurgiska reduktionssteg där ett kolfritt eller lågkolhaltigt reduktionsmedel behövs.
Pulvertillämpningar: tät medium, svetsning och kemi
Malet eller finfördelat ferrokiselpulver är välkänt vid industriell bearbetning. Eftersom pulvret kan hållas i suspension i vatten och bildar ett medium med kontrollerad densitet, används det som en suspenderad fas i mineralbearbetningsindustrin för tät mediumseparering, där det tunga mediet flyter lättare gråberg och sänker det värdefulla mineralet. Vid svetsning används ferrokisel som beläggningsingrediens för svetselektroder, där det deoxiderar svetsbadet och hjälper till att överföra kisel till den avsatta metallen. Inom den kemiska industrin är ferrokisel med hög kisel en råvara för tillverkning av kiselorganiska produkter, och pulverformen används även där en snabb upplösning behövs i skänken.
Ståltillverkning: desoxideringsmedel för fällning och diffusionsdeoxidation, och legeringsmedel för kiselhaltiga kvaliteter.
Gjuteri: inokulerande och sfäroidiserande tillsats för segjärn och högpresterande gjutjärn.
Ferrolegerings- och kiseltillverkning: reduktionsmedel med låg kolhalt, till exempel i ferrokrom med låg kolhalt och ferromangan med låg kolhalt.
Mineralbearbetning: ferrokiselpulver som den suspenderade fasen av ett tungt separerande medium.
Svetsning och kemikalier: ingrediens för elektrodbeläggning och råmaterial för tillverkning av organisk kisel.
Att välja rätt ferrokiselkvalitet och storlek
Applikationerna skiljer sig åt i kiselinnehåll och partikelstorlek de behöver. Kiselmetall och den högre graden av ferrokisel används där kol- och aluminiumgränserna är snäva, medan en lägre kiselkvalitet är tillräcklig där syftet är enkel deoxidation. Storleksvalet följer det smältnings- och upplösningsbeteende som krävs: klumpmaterial för ugnsladdning, medelstora storlekar för skänktillsats och fint silat pulver för slaggytan, för täta mediumkretsar och för elektrodbeläggningar. Köpare anger normalt kiselsortimentet, maximalt aluminium, storleksbandet och förpackningen, och de verifierar partiet mot ett analysintyg med stöd av bevarade prover.
Vanliga frågor
F: Vad används ferrokisel huvudsakligen till?
Dess största användningsområde är ståltillverkning, som deoxidationsmedel och legeringsmedel. Andra stora användningsområden är inokulering och sfäroidisering i gjutjärn, låg koldioxidreduktion i ferrolegeringsproduktion, tät mediumseparation och svetselektrodbeläggningar.
F: Hur förbättrar ferrokisel stålkvaliteten?
En kontrollerad kiseltillsats tar bort löst syre, förbättrar formen på inneslutningar och sänker halten löst gas, medan den specificerade kiselnivån höjer styrkan, hårdheten och elasticiteten.
F: Varför används ferrokisel för segjärn?
Det förhindrar karbidbildning och främjar utfällning och sfäroidisering av grafit, vilket är det som ger segjärn dess mekaniska egenskaper, och det hjälper också järnet att smälta och gjuta lättare.
F: Vad används ferrokiselpulver till?
Malet eller finfördelat pulver används som en suspenderad fas i mineralbearbetning för tät mediumseparering, som beläggningsingrediens vid tillverkning av svetselektroder och för diffusionsdeoxidation på slaggytan.
F: Varför använda ferrokisel med hög kiselhalt som reduktionsmedel?
Kisel har en mycket hög affinitet för syre medan ferrokisel med hög kiselhalt är låg i kol, så det kan reducera oxider utan att tillsätta det kol som en ferrolegering med låg kolhalt är tänkt att undvika.
F: Har ferrokisel användningsområden utanför metallurgin?
Ja. Ferrokisel med hög kisel matar organisk kiseltillverkning, och fint pulver används i täta mediumsepareringsanläggningar och i tillverkning av svetstillsatsmaterial.
