فروسیلیس
اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی
فروسیلیس (Ferrosilicon - FeSi)
فروسیلیس آلیاژی است که عمدتاً از آهن (Fe) و سیلیسیم (Si) تشکیل شده است. این محصول در گریدهای مختلف (معمولاً بین ۱۵ تا ۹۰ درصد سیلیسیم) تولید می‌شود، اما رایج‌ترین آن حاوی حدود ۷۰ تا ۷۵ درصد سیلیسیم است. فروسیلیس معمولاً به شکل توده‌ای، کلوخه‌ای یا دانه‌بندی شده و به رنگ خاکستری تیره و متالیک است.
کاربردهای اصلی آن:
فروسیلیس یکی از پرمصرف‌ترین فرآوری‌های فلزی در جهان است و کاربرد اصلی آن در صنعت فولاد و ریخته‌گری است:
1- اکسیژن‌زدایی (Deoxidizer): مهم‌ترین وظیفه فروسیلیس در فولادسازی، حذف اکسیژن اضافی از مذاب است. اگر اکسیژن حذف نشود، باعث ایجاد تخلخل و کاهش کیفیت فولاد نهایی می‌شود. سیلیسیم تمایل زیادی به ترکیب با اکسیژن دارد.
2- آلیاژسازی و تقویت‌کننده: فروسیلیس به عنوان یک عامل آلیاژسازی، استحکام، مقاومت به خوردگی، و خاصیت الاستیک فولاد و چدن را بهبود می‌بخشد.
3- عامل گرافیتی‌ساز (Inoculant): در ریخته‌گری چدن، برای کنترل و تنظیم شکل گرافیت‌های موجود در ساختار چدن (برای بهبود خواص مکانیکی) استفاده می‌شود. 4. کاهش‌دهنده در تولید فلزات دیگر: در فرآیند تولید فلزاتی مانند منیزیم از طریق فرآیند پیرونیج (Pidgeon Process) از فروسیلیس به عنوان عامل کاهنده استفاده می‌شود.
روش تولید فروسیلیس:
تولید فروسیلیس یک فرآیند متالورژی حرارتی-کاهشی است که در کوره‌های قوس الکتریکی (Submerged-Arc Furnaces - SAF) انجام می‌شود. مراحل تولید:
1- مواد اولیه: مواد اولیه اصلی عبارتند از:
کوارتز (سنگ سیلیس): منبع سیلیسیم (SiO₂).
براده آهن یا قراضه آهن: منبع آهن (Fe).
عوامل کاهنده (کربن): شامل زغال سنگ، کک متالورژی و تراشه‌های چوب.
2- کاهش در کوره قوس الکتریکی: • الکترودهای بزرگ کربنی در کوره قرار دارند و با ایجاد قوس الکتریکی، دمای بسیار بالایی (حدود 1200 درجه سانتی‌گراد) در منطقه واکنش ایجاد می‌کنند.
در این دما، کربن (عامل کاهنده) با اکسیژن موجود در سیلیسیم دی‌اکسید (سنگ سیلیس) واکنش داده و آن را به سیلیسیم خالص تبدیل می‌کند.
واکنش کلی: SiO2+2C→Si+2COSiO2+2C→Si+2CO
سیلیسیم تولید شده با آهن ترکیب شده و به شکل مذاب فروسیلیس در پایین کوره جمع می‌شود.
3- سرد کردن و فرآوری: پس از سرد شدن، شمش‌های فروسیلیس خرد، دانه‌بندی و طبقه‌بندی می‌شوند تا محصولات نهایی با گریدهای مختلف (اندازه و درصد سیلیسیم) به دست آید.