Fyzikálne vlastnostiferosilíciumsa systematicky menia s obsahom kremíka (45 % – 90 %):
| Charakteristické rozmery | Základné parametre (podľa gradientu obsahu kremíka) | Kľúčové vplyvy |
| Vzhľad a forma | Strieborný-sivý kovový lesk, dostupný v blokovej/granulovanej/práškovej forme, s tvrdou a krehkou textúrou. | Kusová forma je vhodná pre surovinu na výrobu ocele; prášková forma je vhodná na chemickú katalýzu. |
| Teplota topenia | FeSi45 (1200-1250 stupňov), FeSi75 (1280-1300 stupňov), FeSi90 (1320-1350 stupňov) | Vyšší obsah kremíka má za následok vyššiu teplotu topenia, čo ovplyvňuje reguláciu teploty tavenia. |
| Hustota | 6,8-7,2 g/cm³ (hustota je o niečo nižšia s vyšším obsahom kremíka) | Určuje účinnosť sedimentácie a miešania v roztavenej oceli/železe |
| Tvrdosť (HB) | FerroSilicon 45 (180-200),FerroSilicon 75(200-250), FerroSilicon 90 (230-280) | Vyššia tvrdosť znamená väčšiu odolnosť proti opotrebovaniu a vhodnosť na výrobu dielov odolných-opotrebeniu. |
| Špecifická plocha povrchu | sypké (0,1-0,5 m²/g), prášok (1-3 m²/g) | Prášková forma vykazuje vyššiu reaktivitu a je vhodná pre rafinované aplikácie. |
Chemické vlastnosti: Základná podpora základných funkcií
(1) Silná redukovateľnosť
Termodynamický základ:Kremík má nízku voľnú energiu na reakciu s kyslíkom a môže spontánne reagovať s kyslíkom a oxidmi pri vysokých teplotách;
Kľúčová reakcia:Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (reakcia jadra pre dezoxidáciu pri výrobe ocele), hustota generovaného SiO₂ je oveľa nižšia ako hustota roztavenej ocele, vďaka čomu sa ľahko vznáša a odstraňuje;
Skutočný účinok:S pridaním 0,3 %-0,8 % FeSi75 možno obsah kyslíka v roztavenej oceli znížiť z 80 – 100 ppm na 30 – 50 ppm, čím sa dosiahne najlepšia deoxidačná účinnosť v odvetví.
(2) Kompatibilita legovania
Kapacita solídneho riešenia:Kremík môže tvoriť neobmedzený pevný roztok so železom a môže tiež tvoriť stabilné zlúčeniny s prvkami, ako je horčík, vápnik a mangán (napr. Mg2Si, Ca2SiO4);
Kontrola nečistôt:Vysokokvalitná zliatina Fesi obsahuje nečistoty (Al menšie alebo rovné 1,0 %, S menšie alebo rovné 0,05 %, P menšie alebo rovné 0,04 %), čím sa zabráni vnášaniu škodlivých prvkov, ktoré by mohli ovplyvniť vlastnosti konečného produktu.
(3) Chemická stabilita
Pri izbovej teplote:Nereaguje s vodou, slabými kyselinami alebo slabými zásadami, vykazuje vysokú stabilitu pri skladovaní;
Pri vysokých teplotách:Okrem silných oxidačných látok je stabilný a vhodný do prostredia hutníckeho tavenia 1700-2000 stupňov.
Charakteristika procesu: Kľúčové výhody pre priemyselnú výrobu
Funkcia nastavenia bodu topenia
Mechanizmus účinku:
Ferosilikónová zliatina má nižšiu teplotu topenia ako čisté železo (1538 stupňov). Jeho pridanie do zliatiny môže znížiť teplotu tavenia.
Praktická aplikácia:
Pridanie FeSi75% do výroby ocele môže znížiť teplotu tavenia roztavenej ocele o 50-80 stupňov, znížiť spotrebu elektriny na tonu ocele o 60-80kWh a zvýšiť efektivitu výroby o 10%-15%.
Optimalizácia tekutosti taveniny
Princíp činnosti:
Kremík môže znížiť povrchové napätie a viskozitu roztavenej ocele/železa (na každé 1% zvýšenie obsahu kremíka sa viskozita zníži o 5%-8%).
Efekt aplikácie:
Pridanie FerroSilicon 75% k odlievaniu zlepšuje tekutosť roztaveného železa o 15%-20%, znižuje chyby, ako je "nedostatočné nalievanie" a "studený uzáver", a zvyšuje mieru kvalifikácie odlievania o 8%-12%.
Nastaviteľné zloženie
Priestor prispôsobenia:
Úpravou pomeru kremenného piesku ku koksu je možné vyrobiť rôzne druhy ferosilicia s obsahom kremíka v rozmedzí od 45 % do 90 %;
Vhodné scenáre:
Nízke-triedy kremíka (FeSi45) sú lacné-a vhodné na bežné odlievanie; vysoko-triedy kremíka (FeSi75/90) majú vysokú čistotu a sú vhodné pre-kvalitné ocele a elektronické materiály.
Funkčné charakteristiky: Hlavné výhody, ktoré priamo vytvárajú priemyselnú hodnotu
(1) Vylepšené vlastnosti kovov
Pevné spevnenie roztoku: Atómy kremíka sú začlenené do feritovej mriežky, čo spôsobuje deformáciu mriežky a bráni pohybu dislokácie;
Kvantitatívny účinok: Pridanie 0,2 %-0,5 % FeSi75 do nízkolegovanej konštrukčnej ocele- zvýši pevnosť v ťahu o 10 % – 15 % a medzu klzu väčšiu alebo rovnú 345 MPa; pridanie 1,0%-1,5% do ocele odolnej proti opotrebovaniu zvyšuje odolnosť proti opotrebovaniu o 30%-40%.
(2) Zjemnenie zrna a optimalizácia mikroštruktúry
Mechanizmus účinku: Kremík pôsobí ako heterogénne nukleačné jadro počas tuhnutia kovu, zjemňuje veľkosť zrna (od 50μm do 30-40μm);
Základná hodnota: Zlepšuje húževnatosť ocele a odliatkov, zvyšuje rázovú húževnatosť o 20 %-30 %, zabraňuje riziku krehkého lomu a je vhodný pre scenáre pri nízkych teplotách a rázovom zaťažení.
(3) Zvýšená odolnosť proti korózii
Ochranný mechanizmus: Kremík vytvára na povrchu kovu hustý kompozitný oxidový film SiO₂-Al₂O33, ktorý bráni reakcii medzi kyslíkom a vnútornou matricou;
Vplyv aplikácie: Oceľ odolná voči poveternostným vplyvom s obsahom 0,5 % - 1,5 % kremíka zaznamená 50 % - 70 % zníženie rýchlosti korózie vo vlhkom prostredí, čím sa životnosť predlžuje 2-3 krát, vďaka čomu je vhodná na mosty a vonkajšie stavebné materiály.
(4) Synergická deoxidácia a odsírenie
Pomoc pri odsírení: Kremík reaguje so sírou za vzniku SiS, ktorý sa odstraňuje spolu s troskou. Rýchlosť odsírenia môže dosiahnuť 10%-20% (efekt je ešte lepší v kombinácii s feromangánom azliatiny vápnika a kremíka);
Základná hodnota: Znižuje krehkosť ocele za tepla, zlepšuje výkon zvárania a plasticitu spracovania a znižuje mieru chybovosti pri výrobe.
Porovnanie charakteristík a selekčnej logiky rôznych druhov ferosilicia
| Ferrosilicon Grades | Základné vlastnosti a výhody | Typické aplikačné scenáre |
| FeSi45 | Nízka cena, stredná teplota topenia, dobrá opracovateľnosť | Vhodné na všeobecné odlievanie, výrobu ocele s nízkymi{0}}požiadavkami a výrobu predzliatin |
| FeSi65 | Vyvážený pomer cena{0}}výkon, mierna účinnosť dezoxidácie | Všeobecná výroba ocele, konvenčné odlievanie, modifikácia zliatin |
| FeSi75 | Silná deoxidácia, vynikajúce zjemnenie zrna, vysoká čistota | Vysokokvalitná-oceľ, presné liatie, redukčné činidlo na tavenie horčíka |
| FeSi90 | Vysoká tvrdosť, extrémne silné redukčné vlastnosti, nízky obsah nečistôt | Špičkové-zliatiny, elektronické materiály, pomocné polovodičové suroviny |
