سیلیس (SIO2) از فراوانترین عناصر روی کره ی زمین است به طوری‌که 90درصد از پوسته‌ی زمین از سیلیکات ساخته شده و این عنصر را به فراوانترین عنصر پس از اکسیژن تبدیل کرده است.
سیلیسیم به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود از این رو در کوره‌های قوس الکتریکی عملیات احیا صورت گرفته و آمیژان‌های مختلفی از آن ساخته می‌شود که در صنایع فولاد و چدن کاربرد دارند. فروسیلیسیم (Ferrosilicon) از پرکاربردترین آلیاژها در صنایع ریخته‌گری، فولاد و چدن است. در این مقاله سعی داریم شما را بطور مختصر با کاربردهای فروسیلیسیم آشنا کنیم.
فروسیلیسیم چیست؟
فروسیلیسیم آمیژانی است که هسته‌ی آن از آهن و سیلیسیم تشکیل شده‌است و میانگین خلوص سیلیسیم آن بین 15 تا 90 درصد وزنی متغییر است.
این آمیژان در کوره‌های قوس الکتریکی و در گریدهای مختلف 10 الی 90 درصد سیلیسیم، با استاندارد ASTM 5445 تولید می‌گردد. البته گریدهای مورد نیاز صنایع فولادسازی 70 الی 75 درصد است. فروسیلیسیم دارای مقداری ناخالصی نیز هست که عمدتا مقدار آن به زیر 5 درصد میرسد و شامل عناصری نظیر، (منگنز- آلومینیوم- فسفر و کروم) می‌شود.
کاربرد فروسیلیسیم در صنایع مختلف
این فروآلیاژ با درجه خلوص مختلف در صنایع گوناگونی کاربرد دارد که از جمله‌ی آن میتوان به صنایع زیر اشاره کرد:
صنایع فولاد:
بزرگترین مصرف کنندگان فروسیلیسیم، کارخانجات فولاد هستند. این کارخانه‌ها در صنایع فرآوری فلزات، بخش قابل ملاحظه‌ای از فروسیلیسیم کشور را مصرف می‌کنند. بطوری‌که نزدیک به 38 هزارتن از کل فروسیلیسیم مصرفی یک سال کشور به این صنایع تخصیص مییابد. فروسیلیسیم در صنایع فولاد، به عنوان اکسیژن‌زا عمل کرده و باعث سیالیت بالای مذاب فولاد می‌شود.
یکی دیگر از موارد استفاده‌ی فروسیلیسیم، تولید فروسیلیسیم منیزیم (FeSiMg) میباشد.
صنایع ریخته‌گری چدن:
سیلیسیم عنصری است به شدت گرافیت‌زا، به طوری‌که تشکیل گرافیت‌ها در انواع چدن‌ها با حضور سیلیسیم، به عنوان عنصر آلیاژی و گرافیت‌های ظریف، به تلقیح سیلیسیم (به صورت فروسیلیسیم) در مراحل انتهایی ذوب و قبل از بارریزی بستگی دارد. جوانه‌زایی سیلیسیم به مقدار سیلیسیم موجود در ترکیب و یا آمیژان بستگی دارد.
چنانچه از سیلیسیم خالص به این منظور (جوانه‌زایی) استفاده شود، امکان عدم انحلال کامل آن وجود دارد. به همین دلیل در اکثر موارد از آمیژان‌های آهن و سیلیسیم با نسبتهای ترکیبی 70 تا 90 درصد سیلیسیم استفاده به عمل می‌آید. میزان مصرف سیلیسیم به‌عنوان عنصر جوانه‌زا در تمام چدن‌های گرافیتی در حدود 6/0 تا 1 درصد گزارش شده است. اگر این نسبت با فروسیلیسیم 15 درصد سنجیده شود، حدود 1 تا 1.5 درصد یا به عبارت دیگر، حدود 10 تا 15کیلوگرم مقدار مواد جوانه‌زا (فروسیلیسیم) برای تولید هر تن چدن گرافیتی است.
فرآیند تولید فروسیلیسیم
برای تولید فروسیلیسیم در ابتدا باید قراضه آهن به همراه سنگ سیلیس و کربن در کوره‌های قوس الکتریکی در دمای 1500 ذوب شود. -منبع تولید کربن، ذغال سنگ و کک متالوژری میباشد- عملیات ذوب در کوره‌های قوس‌الکتریکی صورت می‌پذیرد. در حال حاضر فرآیند تولید فروسیلیسیم در دنیا تنها از طریق همین کوره‌ها انجام می‌شود. به این صورت که موارد یاد شده با دانه‌بندی‌های مشخص، پس از مخلوط شدن توسط لوله‌های باردهی، به درون کوره شارژ می‌شوند. در واقع، شارژکردن کوره‌ها از بالا صورت می‌گیرد و تخلیه‌ی آنها از طریق مجاری خروج مذاب (راهگاه) انجام می‌شود.
پس از پایان فرآیند تولید، مذاب حاصله در بسترهایی که برای انجماد اختصاص داده شده‌است، قرار می‌گیرند. در مرحله‌ی آخر، مذاب سرد شده با استفاده از فَک‌های سنگشکن خرد شده و با توجه به نیاز صنایع با دانه‌بندی(mm0-3)،(mm3-10)،(mm10-60) بصورت فله یا در کیسه‌های یک تنی وارد بازار می‌شوند.
در تولید فروسیلیسیم چه موادی استفاده می شود؟
فرآیند تولید فروسیلیسیم یک فرآیند بدون سرباره است و تمام عناصر موجود در مواد اولیه، وارد محصول می‌شود. از این رو استفاده از مواد اولیه با خلوص بسیار بالا در این فرآیند از اهمیت بالایی برخوردار است. به طور کلی 3 گروه از مواد در این فرآیند وجود دارند:
1-مواد حامل سیلیسیم: برای ایجاد منبع اصلی سیلیسیم از کوارتز و کوارتزیت استفاده می‌شود. چرا که بیش از 98 درصد از ترکیبات این کانی‌ها را سیلیسیم تشکیل میدهد. برای حذف ناخالصی سیلیس، تنها باید پس از دانه‌بندی، مخلوط سنگ سیلیس شسته شده و سپس مورد استفاده قرار گیرد.
2-مواد احیاکننده: احیای سیلیسیم توسط کربن صورت می‌گیرد. برای تامین منبع کربنی میتوان از ترکیباتی نظیر کک متالوژری، ذغال سنگ حرارتی با خاکستر پایین، ذغال قهوه ای، کک گازی و ذغال آنتراسیت استفاده کرد.
3-مواد حامل آهن: جهت تولید فروسیلیسیم باید به طریقی آهن لازم را از طریق مخلوط شارژ وارد کوره نمود. منابع حاوی این عنصر که در فرآیند مذکور مورد استفاده قرار می‌گیرند، به شرح زیر است:
-گندله سنگ آهن (Iron Ore Pellet)
-سنگ معدن آهن با عدد بالا (Iron Ore)
-پوسته اکسیدی نورد (Millscale)
-براده تراشکاری (Shredded Turnings)
در هنگام خرید فروسیلیسیم به چه نکاتی توجه کنیم؟
- بر اساس استاندارد تولید فروسیلیسیم ASTM 5445 ، خلوص با سیلیسیم (Si) و ناخالصی با آلومینیوم (AL) طبقه‌بندی می‌شود.
- رنگ فروسیلیسیم به صورت خاکستری و خاکستری مایل به تیره است. در واقع هرچه میزان اکسید آهن بیشتر باشد رنگ محصول تیره‌تر خواهد بود.
- فروسیلیسیم در بازار در سه سایز متفاوت عرضه می‌شود که هر کدام متناسب با نیاز، کاربرد متفاوتی دارند.
- سایز60-10 mm
- سایز 10-3 mm
- سایز 3-0 mm
اندازه‌های استاندارد این محصول در بازار هستند. در صنایع فولاد و ریخته‌گری پیوسته از سایز 10-60mm استفاده می شود. همچنین در صنایع چدن با توجه به تنوع چدن و نوع سفارشات از هر سه سایز موجود استفاده می‌گردد.
فروسیلیسیم طی یک فرایند راهبردی تولید می‌شود که در ساخت آن پارامترهای متعددی دخیل هستند. امروزه تولید این محصول با روش‌های نوین و کنترل کیفی پیشرفته صورت می‌گیرد تا محصولی با کیفیت ارائه شود. چرا که تنها فروسیلیسیم با درجه خلوص بالا در صنایع مرتبط کاربرد دارد. شرکت صنایع فروآلیاژ ایران بزرگترین تولیدکننده‌ی فروسیلیسیم در سطح کشور است. این شرکت با استفاده از تجهیزات پیشرفته و منطبق با استانداردهای جهانی، عنوان بزرگترین واحد تولیدکننده فروسیلیسیم در خاورمیانه را نیز کسب کرده‌است. لذا شما برای مشاوره و خرید فروسیلیسیم مرغوب توسط نماینده رسمی، میتوانید با شماره‌های درج شده این شرکت تماس حاصل نمایید.
ارسال نظر