フェロシリコン粉末は、鉄とシリコンを細かく粉砕した合金で、通常、重量で 15% ～ 90% のシリコンを含みます。業界では、一般的なグレードには、FeSi 45、FeSi 65、FeSi 75、および特殊な低アルミニウムまたは低炭素バリアントが含まれます。フェロシリコン粉末は、その強力な脱酸力、シリコン活性、および制御可能な粒度分布のおかげで、製鉄、鋳造プロセス、マグネシウム製造、溶接消耗品、芯線、鉱物加工、冶金用フラックス、さらには特定の化学薬品および電池前駆体のルートでも広く使用されています。
主要な特性とパフォーマンス上の利点
1) 強力な脱酸剤と合金化剤
- 高いシリコン活性: シリコンは酸素との親和性が高く、溶鋼や鋳鉄の迅速かつ効率的な脱酸を可能にします。
- クリーンな製鋼: 適切に添加されたフェロシリコン粉末は、溶存酸素を減らし、介在物を減らし、機械的特性を向上させます。
- 合金設計: シリコンは、特定の鋼や鋳鉄の強度、硬化性、耐酸化性、電気抵抗率を高めます。
2) カスタマイズ可能な粒度分布 (PSD)
- 細かい粒度: 一般的なサイズには、0 ～ 0.3 mm、0 ～ 1 mm、0 ～ 3 mm、1 ～ 3 mm、またはカスタム粉砕粉末が含まれます。
- 一貫した流動性: 制御された PSD により、コアワイヤー、射出システム、および粉末ベースのプロセスにおける供給精度が向上します。
- 反応性制御: より細かい画分により表面積と反応速度が増加します。粗い画分は放出と発熱を和らげます。
3) 安定した化学的性質と低い不純物
- ターゲット化学: Fe と Si がベースです。 Al、C、P、S、Ca、Tiの含有量を制御することで、望ましくない副生成物を最小限に抑えます。
- 低アルミニウム オプション: 二次精錬および高品質鋼グレードの場合、低アルミニウム フェロシリコン パウダーによりアルミナ介在物が低減されます。
- 微量制御: P と S を制限することで、下流製品の靭性と耐疲労性を維持するのに役立ちます。
4) 熱的および電気的挙動
- 発熱の可能性:接種および脱酸素反応により熱が放出され、溶融温度を安定させることができます。
- 電気抵抗率: シリコンは抵抗率を増加させ、特定の特殊合金や溶接フラックス配合に役立ちます。
5) 自動給餌への対応
- コア付きワイヤーと空気圧注入: 均一な密度、低水分、低粉塵、および固結防止動作により、安定した注入とラインの詰まりを最小限に抑えることができます。
- 一貫した嵩密度: 予測可能な充填により、ホッパーのパフォーマンスとスケールの精度が向上します。
主要な応用分野
1) 製鋼用脱酸剤
- 一次および二次製鋼: 酸素を効率的に除去するために、フェロシリコン粉末を取鍋またはコアワイヤーを通して添加します。
- 清浄度の向上: 非金属介在物の減少により、靭性、機械加工性、表面品質が向上します。
2) ダクタイル鋳鉄およびねずみ鋳鉄の接種
- 核形成助剤: フェロシリコン粉末はグラファイトの形成を促進し、ダクタイル鋳鉄のノジュール数を改善し、冷えを軽減します。
- 安定した微細構造: 断面の厚さの変化の一貫性を高め、収縮気孔率を低減します。
- 接種剤との組み合わせ: グラファイトの形態を調整するために、SiCa、SiBa、または希土類接種剤と併用されることがよくあります。
3) ピジョンプロセスによるマグネシウムの生産
- 還元剤の役割: 高シリコンフェロシリコン粉末は、真空下、高温で焼成されたドロマイトからマグネシウムを抽出する還元剤として機能します。
- コスト効率: 粒子サイズとシリコン含有量は、反応速度とエネルギー消費に影響を与えます。
4) 溶接消耗品およびフラックス
- フラックス配合: フェロシリコン粉末は、溶接電極やフラックス入りワイヤの脱酸とスラグ制御のためにシリコンを供給します。
- 溶接金属の品質: 酸素を除去し、アーク動作を安定化させ、ビードの外観と機械的特性を向上させます。
5) コアワイヤーと射出冶金
- 正確な注入: 微細な FeSi 粉末は、芯線としてスチールストリップにカプセル化されるか、または空気圧によって溶融物に注入されます。
- プロセスの利点: 合金の歩留まりが向上し、フレアと酸化が減少し、オペレータの安全性が向上し、再現可能な結果が得られます。
6) 鉱物処理と重質媒体
- 高密度媒体の分離: 粗いフェロシリコンは、石炭洗浄や鉱石選鉱のために重い媒体中で使用できます。細かい部分が密度とレオロジーを高めます。
- 磁気回復性: フェロシリコンは磁性が強いため、高い回収率と低い運用コストが可能になります。
7) 冶金添加剤および特殊合金
- シリコン含有鋼: 電気鋼、ばね鋼、耐熱鋼はシリコンを活用して性能を向上させます。
- 鋳鉄改質剤: 調整された FeSi 組成により、自動車および機械部品の強度と耐摩耗性が向上します。
8) 化学および電池前駆体の用途 (ニッチ)
- シリコン源: 特定の化学合成および前駆体ルートでは、高純度のフェロシリコン粉末がシリコン供与体として機能します。
- 研究開発経路: 新興プロセスでは、エネルギー貯蔵におけるシリコンリッチな材料の原料として FeSi を研究しています。
適切なフェロシリコンパウダーの選び方
- シリコン含有量 (Si%): 脱酸強度、コスト、冶金目標に基づいて FeSi 45/65/75 を選択します。一般に、シリコン含有量が高いほど、より強力な脱酸とよりきれいな鋼を意味します。
- 粒子サイズ (PSD):
- 芯線および空気圧注入の場合は 0 ～ 0.3 mm または 0 ～ 1 mm。
- 手動投入の取鍋追加または鋳造取鍋の場合は 0 ～ 3 mm。
- 供給装置と反応速度論に一致するカスタム PSD。
- 不純物制限: 最大 Al、C、P、S を指定します。きれいな鋼の場合は、厳密な P および S 制御を備えた低 Al フェロシリコン パウダーを選択してください。
- 流動性と水分: 安定した投与のため、良好な流動性、低水分 (通常 0.3% 未満)、固結防止を確保します。
- 見掛け密度: ホッパーとフィーダーの設計に合わせて、ブリッジや偏析を防ぎます。
- 梱包: 吸湿環境向けに、25 kg 袋、1 トン ジャンボ袋、または真空シール オプションを選択します。
- 規格と認証: ISO 9001、ISO 14001、ISO 45001、および工場試験証明書 (MTC) またはロットごとの分析証明書 (COA) を要求します。
プロセスのヒントとベストプラクティス
- 予熱と乾燥: フェロシリコン粉末を乾燥した状態に保ちます。水素の吸収や水蒸気爆発を避けるために、必要に応じて取鍋の追加を予熱します。
- 制御された添加: 一貫した投与のためにコアワイヤーまたはインジェクターを使用します。局所的な過熱を引き起こす大規模なバッチ ダンプを避けてください。
- 溶融撹拌: 穏やかなアルゴン撹拌または電磁撹拌は、シリコンを均質化し、介在物クラスターを減らすのに役立ちます。
- 介在物管理: 介在物を修正するために必要な場合は、FeSi と基本的なスラグの実践およびカルシウム処理を組み合わせます。
- 安全性: 粉塵管理、適切な PPE、および微粉末の防爆処理を使用してください。湿気や酸化剤を避けて保管してください。
- トレーサビリティ: 品質監査と根本原因分析のためにロット番号、MTC/COA、消費データを追跡します。
フェロシリコン パウダーのサプライヤーに要求する品質指標
- 化学組成: Si、Al、C、P、S、Ca、Ti、Mn、および最小/最大仕様の微量元素。
- サイズ分布: D10/D50/D90 またはフルメッシュブレークダウンによるふるい分析。
- 水分含有量: 出荷時の水分と乾燥後の曲線。
- 見掛け密度とタップ密度: フィーダの設計と芯線の負荷に使用します。
- 磁気成分と微粉: 高密度媒体での回復と防塵制御に影響を与えます。
- 再酸化傾向: 特定の鋼グレードとプロセスに関連付けられた実践的なテスト。
- 清浄度と汚染: 油、錆、非磁性の破片の制限。
よくある質問 (FAQ)
- フェロシリコン粉末とシリコン金属粉末の違いは何ですか? フェロシリコン粉末は鉄とシリコンの合金で、純粋なシリコン金属粉末よりもシリコンが少なく、鋼と鉄の脱酸と合金化に最適化されています。シリコン金属粉末は、アルミニウム合金、化学薬品、電子機器に使用される高純度のシリコンです。
- カルシウム・シリコンをフェロシリコンに置き換えることはできますか? 一部の脱酸素ステップでは、その通りです。しかし、CaSi は、介在物の改質と脱硫のためにカルシウムを提供します。選択は鋼のグレードとターゲットの介在物の形態によって異なります。
- どの FeSi グレードがマグネシウムの生産に最適ですか? FeSi 75 粉末が一般的に使用されますが、粒子サイズと不純物レベルは炉の設計とドロマイトの品質に合わせて調整する必要があります。
- 保管中の固化を防ぐにはどうすればよいですか? 湿気を仕様値以下に保ち、裏地付きの袋を使用し、温度変化のないパレットに保管し、超微細グレードの場合は固結防止剤を検討してください。
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