Ferosilicio lydiniainaudoti silicį (Si) ir geležį (Fe) kaip pagrindinius komponentus. Įprastose klasėse yra 45–90% silicio, o priemaišos (Al, Ca, S, P) griežtai kontroliuojamos. Jų dvigubos funkcijos kyla iš dviejų pagrindinių savybių:
Stiprus silicio deoksidacinis aktyvumas:Silicis turi itin mažą laisvąją energiją reaguodamas su deguonimi, spontaniškai reaguojantis kambario temperatūroje, o produktai lengvai atskiriami.
Heterogeninis silicio branduolių susidarymas:Silicio atominis spindulys yra artimas geležies atomų spinduliui, todėl jis gali būti branduolio šerdis kietėjant metalui, tobulinant grūdelių struktūrą.
Plieno gamybos deoksidacija: ferosilicio „deguonies pašalinimo ir valymo“ funkcija
FeSi yra dažniausiai naudojamas sudėtinis deoksidatorius plieno gamyboje. Pagrindinė jo funkcija yra pašalinti deguonį iš išlydyto plieno per cheminę reakciją ir taip pagerinti išlydyto plieno grynumą:
(1) Deoksidacijos principas ir reakcijos mechanizmas
Pagrindinė reakcija:
Išlydytame pliene silicyje vyksta išstūmimo reakcija su FeO (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe). Susidariusio SiO₂ tankis yra tik 2,65 g/cm³, daug mažesnis nei išlydyto plieno, ir greitai išplauks į šlaką ir bus pašalintas;
Sinergetinis poveikis:
Kai naudojamas kartu su feromangano ir aliuminio deoksidatoriais, jis gali generuoti žemos -lydymosi- temperatūros sudėtinį šlaką (pvz., CaO-SiO₂-Al₂O₃, lydymosi temperatūra apie 1400 laipsnių), dar labiau padidinant dubliavimosi ir šlakų susidarymo poveikį. „gilus deoksidavimas + išlydyto plieno valymas“.
(2) Kiekybinis poveikis ir taikymo parametrai
Papildymo kiekio kontrolė:
Pridėjus 0,3–0,8 % (FeSi75 markės) išlydyto plieno masės konverterio plieno gamybos metu, išlydyto plieno deguonies kiekis gali sumažėti nuo 80–100 ppm iki 30–50 ppm, o deoksidacijos efektyvumas padidės 40 %, palyginti su vienu feromanganu.
Laipsnio suderinamumas:
Aukštos{0}}silicio klasės (FerroSilicon 75, FeSi90) turi didesnį deoksidacijos efektyvumą ir tinka aukštos kokybės plienui; vidutinio-mažo silicio klasės (FeSi65, FeSi45) turi mažesnes sąnaudas ir tinka įprastam angliniam plienui.
Liejimo inokuliacija: ferosilicio „grūdų tobulinimo“ funkcija
Liejant iš ketaus, ferosilicio lydinys, kaip šerdies inokuliantas, pagerina liejinių mechanines savybes, reguliuodamas kietėjimo struktūrą:
(1) Sėjimo principas ir grūdų rafinavimo mechanizmas
Heterogeninis branduolys:
Silicio atomai ir nedideli aliuminio, kalcio ir kt. kiekiai geležies silicyje sudaro mažyčius „branduolių branduolius“ (pvz., SiC, Al₂O3 daleles, kurių dydis 0,1–1 μm) išlydytai geležies kietėjimo metu, suteikdami tvirtinimo vietas grafito nusodinimui;
Struktūros optimizavimas:
Skatina grafito pavertimą iš „dribsnių“ į „smulkius sferinius / sliekinius{0}}“, išgryninant matricos grūdelius (grūdelių dydis sumažintas nuo 80 μm iki 30–40 μm), išvengiant trapumo problemų, kurias sukelia stambios struktūros;
Sudėties reguliavimas:
Ketaus papildymas silicio elementais (silicio kiekis kontroliuojamas iki 2,0–3,5 %) sumažina baltojo geležies susidarymo tendenciją ir pagerina liejinių apdirbamumą.
(2) Kiekybinis poveikis ir taikymo parametrai
Papildymo kiekio kontrolė:
Pilkame ketaus liejinyje rekomenduojamas FeSi75% įpylimo kiekis yra 0,2%–0,5% išlydyto ketaus masės, o kaliajame – 0,1%–0,3%;
Proceso pritaikymas:
Jo reikia pridėti likus 1-3 min. prieš pilant, kad būtų užtikrintas stabilus inokuliacijos efektas ir išvengta priešlaikinio įpylimo, dėl kurio silicis nudegs.
Pagrindiniai dvigubo ferosilicio panaudojimo skirtumai (pagrindinio pasirinkimo pagrindas)
| Taikymo scenarijai | Pagrindiniai tikslai | Reakcija / veikimo mechanizmas | Rekomenduojami pažymiai | Pagrindiniai valdymo parametrai |
| Plieno gamybos deoksidacija | Išlydyto plieno deguonies kiekio mažinimas ir inkliuzų pašalinimas | Cheminė redukcijos reakcija (Si + FeO → SiO₂ + Fe) | FeSi75, FeSi90 | Papildymo kiekis: 0,3%-0,8%, išlydyto plieno temperatūra: 1500-1600 laipsnių |
| Liejimo skiepijimas | Grūdų tobulinimas, grafito morfologijos optimizavimas | Heterogeninis branduolys + sudėties koregavimas | FeSi75, FeSi65 | Papildymo kiekis: 0,1%-0,5%, liejimo temperatūra: 1380-1450 laipsnių |
Taikymo atsargumo priemonės ir praktiniai punktai
(1) Plieno gamybos deoksidacijos atsargumo priemonės
Venkite per didelio papildymo:Jei silicio kiekis viršija 1,0 %, plieno suvirinamumas ir atsparumas smūgiams sumažės daugiau nei 20 %;
Papildymo laikas:Plieno keitiklio gamyboje jis gali būti dedamas „srauke“ (sriegimo metu), o gaminant plieną elektros lanko krosnyje – partijomis, kad būtų užtikrinta vienoda reakcija;
Priemaišų kontrolė:Naudokite mažai -aliuminio ferosilicio (Al Mažiau nei 0,5 %), kad nesusidarytų Al₂O3 intarpų, kurie turi įtakos plieno paviršiaus kokybei.
(2) Atsargumo priemonės skiepijant liejiniu
Dydžio pasirinkimas:Ferosilicis, naudojamas inokuliacijai, turi būti susmulkintas iki 1–3 mm, kad būtų užtikrintas greitas ištirpimas ir išvengta didelių dalelių, sukeliančių netolygią vietinę sudėtį;
Inokuliacijos metodas:Norėdami pagerinti vienodumą, naudokite „įpylimo{0}}metodą“ (ferosilicio lydinio pridėjimą prie išlydytos geležies srauto) arba „į-skiepytą srautu“;
Venkite antrinės inokuliacijos:Jei išlydyta geležis išlieka per ilgai (daugiau nei 10 minučių), reikia įpilti 10–20 % FeSi lydinio, kad būtų išlaikytas inokuliacijos efektas.
