فروسیلیس- بخش اول

 

                                                      

 کلیات:

فروسیلیس یكی از آلیاژ های مورد مصرف در صنایع مختلف بخصوص صنایع متالورژی است و از این نظر اهمیت نسبتاً بالایی دارد .چگونگی كاربرد این ماده در صنعت تا حدود زیادی به نسبت آهن و سیلیسیم موجود در آن و همچنین ناخالصیهای متعارف بستگی دارد. فرو سیلیس آلیاژی است از آهن و سیلیسیوم که از طریق حرارت دادن و ذوب و احیای سنگ آهن و سیلیس (کوارتز) توسط مواد کربنی، در کوره های الکتریکی تولید می شود. فرو سیلیسیوم حاوی درصدهای مختلفی از آهن و سیلیسیوم است. میزان سیلیسیوم موجود در فرو سیلیسیوم معمولاً مشخص کننده نوع و درجه آن می باشد. از میان انواع مختلف فرو سیلیسیوم، فرو سیلیسیوم ۷۵ درصد رایج تر است که به طور اسمی حاوی ۷۵ درصد سیلیسیوم می باشد. در همین حال ناخالصیهایی مانند منگنز، کروم، فسفر، گوگرد، کربن، تیتانیم و آلومینیوم می توانند در حد مجاز در فروسیلیسیم موجود باشند. فروسیلیسیم یکی ازفروآلیاژ های مورد مصرف در صنایع متالورژی است که در صنایع فولاد بعنوان عامل اکسیژن زدا و در صنایع چدن ریزی (چدنهای خاکستری) بعنوان عامل جوانه زا برای تشکیل گرافیت مورد مصرف قرار می گیرد

کاربرد:

فرو سیلیس به عنوان یک آلیاژ اصلی و اساسی در تولید فولاد و چدن بکار برده می شود. این ترکیب برای حذف اکسیژن از فولاد و به عنوان عنصر آلیاژی و برای بهبود کیفیت نهایی فولاد مورد استفاده قرار می گیرد.        فرو سیلیس پایه اصلی برای تولید آلیاژهایی مانند فرو سیلیکو منیزیم (FeSiMg)، مورد استفاده قرار می گیرد. از این ترکیب برای اصلاح ذوب آهن نرم و قابل انعطاف استفاده می شود.

 فروسیلیس را با ترکیبات و دانه بندی مناسب برای ایجاد ساختار مناسب درقطعات فولادی وچدنی در حین ذوب اضافه می کنند . با اضافه کردن مقدار معینی فروسیلیس به مذاب فولاد و چدن احتمال تشکیل کاربیدهای توتکتیکی کاهش یافته و ساختار پرلیتی قطعات به سمت فریتی شدن متمایل می گردد . با افزودن فروسیلیس به مذاب، گرافیت زائی سریع تر انجام می شود. همچنین افزایش فروسیلیسیم موجب کاهش استحکام کششی قطعات ، ازدیاد نسبی طول آن ها و افزایش مقاومت به ضربه می شود. در شرکت های ریخته گری فروسیلیس با عیار 75 درصد بیشتر از سایر آلیاژهای آن مورد استفاده قرار می گیرد. البته برای انتخاب گزینه ی مناسب حتما باید مقدار کربن و آلومینیم موجود در آن کنترل شود.

سیلیسیم یكی از عناصر اصلی و در حقیقت دومین عنصر آلیاژی تمام چدن های معمولی است میزان سیلیسیم در این چدن ها معمولاً 1 تا 7/2 درصد است. از طرف دیگر با توجه به تولید چدن از طریق قراضه آهن در كوره های القایی و یا استفاده از درصدی از قراضه در سایر روش ها ، تأمین كمبود سیلیسیم لازم معمولاً به میزان 5/2 تا 5/3 درصد انجام می گیرد. افزایش این سیلیسیم معمولاً‌به صورت فروسیلیسیم با نسبت های تركیبی مختلف صورت می پذیرد. چدن های نقره ای حاوی 10 تا 22 درصد سیلیسیم بوده كه عموماً ضد اسید هستند و از طریق ذوب در كوره بلند ویا ذوب در كوره های الكتریكی با افزودن سیلیسیم متبلور تولید میشوند.

فولادها ، معمولاً حاوی كمتر از 3/0 درصد سیلیسیم هستند كه از پسماند عملیات اكسیژن زدایی حاصل می شوند اما فولادهای سیلیسیم دار با محتوی 3 تا 5 درصد سیلیسیم نیز وجود دارند و عموماً تحت عنوان فولادهای ترانسفورماتور به كار می روند. افزایش سیلیسیم در این فولادها نیز از طریق افزودن فرو سیلیسیم انجام می گیرد .

به صورت خلاصه می توان کاربردهای اصلی و اساسی فروسیلیسیم در صنایع ریخته گری و فولاد سازی را به صورت زیر برشمرد:

1- به عنوان اکسیژن زدا در صنایع فولاد سازی

2- به عنوان جوانه زا در چدن ریزی و ریخته گری جهت تشکیل گرافیت. به علت گرافیت زائی بالای سیلیسیم، فروسیلیسیم به عنوان جوانه زا در تولید انواع چـدنهای خاکستری کاربرد دارد.  

3- عامل افزاینده سیلیسیم در تولید چدن های آلیاژی پرسیلیس و فولادهای آلیاژی پرسیلیس

4- کاربرد در تولید فولاد زنگ نزن

5- به عنوان ماده احیا کننده در تولید سایر فرو آلیاژها

6- سر آلیاژ ( Master  Alloy ) برای تولید فروسیلیکون منیزیم (FeSiMg)

7- تولید چدن های نشکن

8- عنصر آلیاژی: سیلیسیم یکی از عناصـر آلیـاژی مهـم در آلیـاژ هـای آهنـی و غیـر آهنـی اسـت از فروسیلیسیم برای افزودن سیلیسیم به چدن یا فولاد آلیاژی استفاده می کنند .


9- تولید فولاد های نسوز

10- ریخته گری:  وقتی فروسیلیس در ریخته گری فولاد مورد اسـتفاده قرار می گیرد استحکام، سختی، الاستیسیته و قابلیت مغناطیسی آن افزایش می یابد. بـا افـزودن فروسیلیس به مذاب همچنین می توان از تشکیل کاربید های ناخواسته جلوگیری کرد.