فروسیلیسیم

دوشنبه 25 مرداد 1400 بازدید : 56

عنصر سیلیسیم

سیلیسیم یک عنصر شیمیایی از خانوادهٔ شبه فلزات است که در گروه چهاردهم و دوره سوم جدول تناوبی عنصرها قرار گرفته است . این عنصر فراوان ترين عنصر پوسته زمين بعد از اكسيژن مي باشد . این عنصر در طبیعت معمولا به صورت کوارتز موجود میباشد . سیلیسیم در صنعت دارای کاربردهای بسیار گسترده ای مباشد که مهمترین کاربرد آن فروسلیسیم است .

فروسیلیسیم چیست

به آمیژانی از آهن و سیلیسیم میگویند که در کوره قوس الکتریکی ساخته میشود که پايه توليد ماده فروسيليسيم ، واكنش هاي كربوترمي میباشد . علاوه بر آهن و سیلیسیم عناصر ناخالصی از جمله منگنز ، کروم ، فسفر ، گوگرد و آلومینیم در مقادیری کمتر از 5 درصد در فروسیلیس وجود دارند .

علاوه بر این مواد ، کربن به عنوان ماه ناخالص و به عنوان عنصر سوم اصلی ، در تمامی ترکیبات ماده فروسیلیسیم موجود میباشد . فروسیلیسیم در گریدهای مختلفی از قبیل گرید 10 الی 90 درصد تولید میگردد .

کاربردهای فروسیلیسیم

ماده آلیاژی فروسیلیسیم دارای کاربردهای مختلفی میباشد اما عمده کاربردهای آن عبارتند از :

1.در صنعت فولاد سازی به عنوان اکسیژن زدا استفاده میشود

2.به عنوان پايه توليد ماده فروسيليسيم ، واكنش هاي كربوترمي میباشد

3.تولید انواع الکترودهای قابل استفاده در جوشکاری

4.به عنوان عامل جوانه زا در کوره های ریخته گری استفاده میشود

5.به عنوان آلیاژ برای تولید فروسیلیکون منیزیم و فرو منگنزسیلیسیم

6.استفاده در صنعت فولادسازی برای بالا بردن مقاوت و گریدهای گوناگون فولاد

تولید فروسیلیسیم

توليد فروسيليسيم طبق واكنش هاي كربوترمي میباشد که طبق این واکنش ، مواد گوناگونی از جمله سيليس ( سنگ كوارتز ) و اكسيد آهن تولید میشود . حال اگر به این واکنش مقادیری از انرژي الكتريكيبه همراه مواد احياء كننده شامل ؛ كـربن در دماي مناسب احياء شده بیفزاییم ، ماده جدیدی به نام فروسيليسيم توليد خواهد شد .

به طور کلی موا اولیه در این واکنش سنگ سیلیس دانه بندی شده و اکسید آهن میباشد که به این مواد ، احیاکننده هایی از قبیل ذغال سنگ ، كك و ذغال چوب اضافه میکنند .

فروسیلیسیم و عملیات ذوب ریزی

عمليات ذوب ريزي در كارخانه های ذوب آهن به طور متوسـط هـر دو ساعت يك بار صورت میپذیرد و فروسيليسيم توليدي پس از تخليه در بستر هاي مخصوص منجمد میشود . حال پـس از آنکه این مواد سرد شدند ، توسط سنگ شكن هایی خرد میشوند و با دانه بندي هاي متفاوت به صورت فله و يا در كيسه هاي بزرگ بسته بندی میشوند .

فروسیلیسیم و عملیات جوانه زنی

سيليسيم عنصري است که شدت گرافيت زایی بالایی دارد . به طوري كه تشكيل گرافيت ها در انـواع چـدن هـا بـه حضـور سيليسيم به عنوان عنصر آلياژي و گرافيت هاي ظريف ، به تلقيح سيليسيم (بـه صـورت فروسيليسـيم) در مراحل انتهايي ذوب وقبل از بار ريزي ، وابسته است .
قابليت جوانه زايي سيليسيم به مقدار سيليسيم موجود در تركيب و يا آميژان بستگي دارد . از طرف ديگر چنانچه از سيليسيم خالص به اين منظور استفاده شود امكان عدم انحلال كامل آن وجود دارد و به همين منظور در اكثر موارد از آميژان هاي آهن و سيليسيم بـا نسـبتهاي تركيبي 70 تا 90 % سيليسيم استفاده به عمل مي آيد.

ميزان مصرف سيليسيم به عنوان عنصر جوانـه زا در تمام چدن هاي گرافيتي در حدود 6/0 تا 1 % گزارش شده است كه اگر اين نسبت با فروسيليسيم 75 % سنجيده شود حدود 1 تا 5.1 % و به عبـارت ديگـر مقـدار مـواد جوانـه زا حـدود 10 تـا 15 کیلوگـرم فروسيليسيم براي توليد هر تن چدن گرافيتي است .

بسته بندی مواد فروسیلیسیم

مواد فروسیلیسیم را معممولا به یکی از سه روش زیر بسته بندی میکنند :

1.کیسه های بزرگ 1 تنی

2.به صورت فله ای

3.براساس دانه بندی آن ها در کیسه های 10 کیلوگرمی

فروسیلیسیم در صنعت

فروسیلیسیم یکی از آمیژانهای بسیار مهم و مورد مصرف در صنایع مختلف میباشد که از مهمترین این صنایع ، میتوان به صنایع متالورژی اشاره کرد و از این نظر اهمیت بالایی دارد . چگونگی کاربرد این ماده در صنایع گوناگون متفاوت است اما به طور کلی تا حدود بسیار زیادی به نسبت آهن و سیلیسیم به کار رفته در آن و همچنین میزان ناخالصی های مختلف به کار رفته در آن بستگی دارد .