فرو سیلیسیم چیست؟

ترکیبی از آهن و سیلیسیم است که در گریدهای مختلفی از جمله 10 الی 90 درصد و در کوره قوس الکتریکی تولید میشود. گریدهای مورد نیاز صنعت به خصوص صنایع فولاد سازی 70 الی75 درصد میباشد.از عناصر ناخواسته دیگر که در این آمیژان وجود دارد  می توان به تیتانیوم ، کرم ، گوگرد ، آلومینیوم ، فسفر نام برد.بیشتر فولاد سازها با درصد آلومینیوم زیر 2 درصد درخواست می نمایند.فروسیلیسیم تولیدی در 3 سایزبه بازار مصرف ارائه میشود:1_10 تا 60 میلی متر 2-3 تا10 میلی متر  3-0 تا 3 میلی متر

که هر کدام از صنایع با توجه به نوع مصرف خود از سایز مورد نیاز استفاده می کنند برای نمونه در صنایع فولاد سازی و ریخته گری مداوم بیشتر از اندازه 10 تا 60 میلی متر استفاده میشود

موارد استفاده فروسیلیسیم

در صنایع فولاد سازی و ریخته گری این میزان به عنوان تنظیم کننده ترکیب شیمیایی و اکسیژن زدا با توجه به گرید فولاد و در زمان تخلیه مذاب از کوره به پاتیل یا در هنگام عملیات متالوژی ثانویه استفاده میشوند.

در صنایع چدن سازی از دیگر موارد استفاده به عنوان جوانه زا یا تولید چدن های پر سیلیسیم و به صورت فروسیلیکو منیزیم به عنوان عامل نشکن ساز در چدن های نشکن مورد استفاده قرار می گیرد.

هم چنین در کارخانجات تولید فروسیلیکو منیزیم و فروسیلیکو منگنز از این محصول استفاده میشود .

انواع مواد اولیه مصرفی

مواد اولیه متنوعی در فرایند تولید فروسیلیسیم استفاده میشود ولی میتوان به طور کلی این مواد را در 3 گروه دسته بندی کرد:

1-مواد احیاکننده

2-مواد حامل سیلیسیم

3-مواد حامل آهن

درصد ناخالصی های موجود در محصول با بالا رفتن ناخالصی های موجود در مواد از جمله آلومینیوم و کلسیم افزایش می یابد و با توجه به اینکه فرایند تولید فروسیلیسیم یک فرایند بدون سرباره می باشد تقریبا تمامی عناصر موجود در مواد اولیه وارد محصول میشوند که یکی از مهم ترین ویژگی هایی که در کلیه مواد مشترک می باشند خلوص بالای مواد می باشد.

مواد احیا کننده

احیا سیلیس در کوره توسط کربن انجام می شود.

در فرایند تولید فروسیلیسیم از مواد کربنی متنوعی میتوان استفاده کرد، اما خواص عمومی مواد مناسب به شرح زیر می باشد:

میزان خاکستر آن در کمترین حالت باشد،  بالا بودن میزان خاکستر باعث افزایش ناخالصی های محتوی در محصول میشود.

پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی آن ها زیاد بوده تا در هنگام حمل و نقل، شارژ به کوره و در حین عبور از مناطق مختلف حرارتی خرد نشود.

در این فرایند با توجه به ویژگی های ذکر شده موادی که قابل استفاده میباشند عبارتند از

-کک نفتی

-کک گازی

-کک متالوژیکی

-زغال قهوه ای

-زغال چوبی

-زغال سنگ

-تراشه چوب

هر کدام از این مواد فقط برخی از خواص لازم را دارا می باشند و مجموعه ویژگی ها در هیچ کدام از مواد بالا به تنهایی وجود ندارد.

مواد حامل سیلیسیم

تا به الان بیش از دویست نوع کانی مختلف حاوی سیلیس شناسایی شده است که در فرایند تولید فروسیلیسیم مهم ترین کانی هایی که مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

-کوارتز

-کوارتزیت

کوارتز و کوارتزیت مورد استفاده در تولید فروسیلیسیم باید دارای ویژگی های زیر باشند:

-دارای پایداری حرارتی بالایی باشند

– میزان اکسید سیلیسیم در آن حداقل 97 درصد باشد

-نقطه ذوب بالایی داشته و بعد از ذوب گرانروی آن زیاد باشد

-میزان ناخالصی های موجود از جمله اکسید کلسیم و آلومینا در حداقل مقدار ممکن و کمتر از نیم درصد باشد

روش تولید فروسیلیسیم

در حال حاظر در دنیا تولید سیلیسیم فلزی و فروسیلیسیم با استفاده از روش کوره های الکتریکی قوس مخفی صورت می گیرد در این روش مواد اولیه ای که بهش قبلا اشاره شد بعد از مخلوط شدن توسط لوله های بار دهی یا ماشین بار دهی با دانه بندی مشخص به طور مداوم به داخل کوره شارژ میشوند

بعد از گذشت زمان معینی بین 2 تا 4 ساعت فلز تولید شده از جراهای تخلیه کوره به داخل پاتیل تخلیه شده و به مسیر های بعدی که ریخته گری می باشد انتقال می یابند.

مواد حامل آهن

قسمتی از آهن در محصول به وسیله خاکستر مواد احیاکننده و اکترود تامین میشود اما به هر حال برای تامین آهن نیاز به استفاده از مواد حامل آهن در مخلوط شارژ وجود دارد.

ترکیب شیمیایی تنها عاملی است که در انتخاب ماده مناسب مؤثر است که این ناخالصی های موجود باید در حداقل مقدار ممکن و کمتر از 5 درصد باشد. مواد آهنی که در کوره های فروسیلیسیم استفاده میشود به شرح زیر است:

-پوست اکسیدی نورد

-گندله سنگ آهن

-سنگ آهن با خلوص بالا

-قراضه آهن

-براده های تراشکاری