Proszek żelazokrzemowy to drobno zmielony stop żelaza i krzemu, zwykle zawierający wagowo 15–90% krzemu. W przemyśle popularne gatunki obejmują FeSi 45, FeSi 65, FeSi 75 oraz specjalistyczne odmiany niskoaluminiowe lub niskoemisyjne. Dzięki silnej mocy odtleniającej, aktywności krzemu i kontrolowanemu rozkładowi wielkości cząstek proszek żelazokrzemowy jest szeroko stosowany w hutnictwie stali, procesach odlewniczych, produkcji magnezu, materiałach spawalniczych, drutach rdzeniowych, obróbce minerałów, topnikach metalurgicznych, a nawet w niektórych szlakach chemicznych i prekursorach akumulatorów.
Kluczowe właściwości i zalety wydajności
1) Silny odtleniacz i środek stopowy
- Wysoka aktywność krzemu: Krzem ma duże powinowactwo do tlenu, umożliwiając szybkie i skuteczne odtlenienie roztopionej stali i żeliwa.
- Czysta produkcja stali: Odpowiednio dozowany proszek żelazokrzemowy obniża zawartość rozpuszczonego tlenu, zmniejsza wtrącenia i poprawia właściwości mechaniczne.
- Konstrukcja stopu: Krzem zwiększa wytrzymałość, hartowność, odporność na utlenianie i oporność elektryczną w niektórych stalach i żeliwach.
2) Dostosowany rozkład wielkości cząstek (PSD)
- Drobna ziarnistość: Typowe rozmiary to 0–0,3 mm, 0–1 mm, 0–3 mm, 1–3 mm lub niestandardowe mielone proszki.
- Stała płynność: kontrolowane PSD poprawia dokładność podawania drutu rdzeniowego, systemów wtryskiwania i procesów opartych na proszkach.
- Kontrola reaktywności: Drobniejsze frakcje zwiększają powierzchnię i szybkość reakcji; grubsze frakcje powodują umiarkowane uwalnianie i wytwarzanie ciepła.
3) Stabilna chemia i niskie zanieczyszczenia
- Docelowy skład chemiczny: podstawą są Fe i Si; kontrolowana zawartość Al, C, P, S, Ca i Ti minimalizuje niepożądane produkty uboczne.
- Opcje o niskiej zawartości aluminium: w przypadku wtórnej rafinacji i gatunków stali wysokiej jakości proszek żelazokrzemowy o niskiej zawartości Al zmniejsza wtrącenia tlenku glinu.
- Kontrola śladowa: Ograniczenie P i S pomaga utrzymać wytrzymałość i odporność na zmęczenie w dalszych produktach.
4) Zachowanie termiczne i elektryczne
- Potencjał egzotermiczny: Reakcje zaszczepiania i odtleniania uwalniają ciepło, które może ustabilizować temperaturę stopu.
- Oporność elektryczna: Krzem zwiększa oporność, przydatny w niektórych stopach specjalnych i preparatach topników spawalniczych.
5) Kompatybilność z automatycznym karmieniem
- Drut proszkowy i wtrysk pneumatyczny: Jednolita gęstość, niska wilgotność, niski poziom pyłu i właściwości zapobiegające zbrylaniu umożliwiają stabilne dozowanie i minimalne blokowanie przewodów.
- Stała gęstość nasypowa: Przewidywalne upakowanie poprawia wydajność leja zasypowego i dokładność wagi.
Podstawowe pola aplikacji
1) Odtleniacz do produkcji stali
- Pierwotna i wtórna produkcja stali: Proszek żelazokrzemowy dodaje się do kadzi lub poprzez drut rdzeniowy w celu skutecznego usuwania tlenu.
- Poprawa czystości: Zmniejszona liczba wtrąceń niemetalicznych prowadzi do lepszej wytrzymałości, obrabialności i jakości powierzchni.
2) Zaszczepianie żeliwa sferoidalnego i żeliwa szarego
- Wspomaganie zarodkowania: Proszek żelazokrzemowy sprzyja tworzeniu się grafitu i poprawia liczbę grudek w żeliwie sferoidalnym, zmniejszając wychłodzenie.
- Stabilna mikrostruktura: Zwiększa spójność przejść grubości przekroju i zmniejsza porowatość skurczową.
- Łączenie z modyfikatorami: Często stosowane razem z modyfikatorami SiCa, SiBa lub pierwiastkami ziem rzadkich w celu uzyskania dostosowanej morfologii grafitu.
3) Produkcja magnezu w procesie Pidgeon
- Rola redukcyjna: Proszek żelazokrzemowy o wysokiej zawartości krzemu działa jako środek redukujący podczas ekstrakcji magnezu z kalcynowanego dolomitu w podwyższonych temperaturach pod próżnią.
- Efektywność kosztowa: Rozmiar cząstek i zawartość krzemu wpływają na kinetykę reakcji i zużycie energii.
4) Materiały dodatkowe i topniki spawalnicze
- Formuła topnika: Proszek żelazokrzemowy dostarcza krzem do odtleniania i kontroli żużla w elektrodach spawalniczych i drutach proszkowych.
- Jakość metalu spoiny: pomaga usuwać tlen i stabilizować zachowanie łuku, poprawiając wygląd ściegu i właściwości mechaniczne.
5) Drut proszkowy i metalurgia wtryskowa
- Precyzyjne dozowanie: Drobny proszek FeSi jest kapsułkowany w taśmie stalowej w postaci drutu rdzeniowego lub wtryskiwany pneumatycznie do stopu.
- Korzyści z procesu: Zwiększona wydajność stopu, zmniejszone pochodni i utleniania, większe bezpieczeństwo operatora i powtarzalne wyniki.
6) Przeróbka minerałów i media ciężkie
- Separacja gęstych mediów: Gruby żelazokrzem można stosować w ciężkich mediach do płukania węgla i wzbogacania rud; Drobne frakcje uzupełniają gęstość i reologię.
- Odzyskiwalność magnetyczna: Żelazokrzem ma silne właściwości magnetyczne, co umożliwia wysoki stopień odzysku i niższe koszty operacyjne.
7) Dodatki metalurgiczne i stopy specjalne
- Stale zawierające krzem: Stale elektrotechniczne, stale sprężynowe i stale żaroodporne wykorzystują krzem w celu zwiększenia wydajności.
- Modyfikatory żeliwa: Dostosowane kompozycje FeSi zwiększają wytrzymałość i odporność na zużycie elementów samochodów i maszyn.
8) Zastosowania prekursorów chemicznych i akumulatorowych (nisza)
- Źródło krzemu: W niektórych syntezach chemicznych i sposobach wytwarzania prekursorów proszek żelazokrzemu o wysokiej czystości może działać jako donor krzemu.
- Ścieżki badawczo-rozwojowe: w nowych procesach wykorzystuje się FeSi jako surowiec do produkcji materiałów bogatych w krzem do magazynowania energii.
Jak wybrać odpowiedni proszek żelazokrzemowy
- Zawartość krzemu (Si%): Wybierz FeSi 45/65/75 w oparciu o siłę odtleniania, koszt i cele metalurgiczne. Wyższa zawartość krzemu oznacza ogólnie silniejsze odtlenienie i czystszą stal.
- Rozmiar cząstek (PSD):
- 0–0,3 mm lub 0–1 mm dla drutu rdzeniowego i wtrysku pneumatycznego.
- 0–3 mm w przypadku kadzi dosypowych lub kadzi odlewniczych z dozowaniem ręcznym.
- Niestandardowe PSD dopasowane do sprzętu do karmienia i kinetyki reakcji.
- Limity zanieczyszczeń: Określ max Al, C, P, S; w przypadku czystych stali wybierz proszek żelazokrzemowy o niskiej zawartości Al i ścisłą kontrolą P i S.
- Płynność i wilgotność: Zapewnij dobry przepływ, niską wilgotność (typowo < 0,3%) i zapobieganie zbrylaniu w celu zapewnienia stabilnego dozowania.
- Gęstość pozorna: Dopasuj do konstrukcji zbiornika i podajnika, aby uniknąć mostkowania lub segregacji.
- Opakowanie: Wybierz torby 25 kg, 1-tonowe torby typu jumbo lub opcje zamykane próżniowo do środowisk higroskopijnych.
- Normy i certyfikaty: Zapytaj o certyfikaty ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 i certyfikaty testów w walcowni (MTC) lub certyfikaty analizy (COA) dla każdej partii.
Wskazówki dotyczące procesu i najlepsze praktyki
- Wstępne podgrzewanie i suszenie: Utrzymuj proszek żelazokrzemowy w stanie suchym; w razie potrzeby wstępnie podgrzać dodatki w kadziach, aby uniknąć wchłonięcia wodoru i eksplozji pary.
- Kontrolowane dodawanie: Użyj drutu rdzeniowego lub iniektorów, aby zapewnić spójne dozowanie; unikać zrzutów dużych partii, które powodują lokalne przegrzanie.
- Mieszanie w stanie stopionym: Delikatne mieszanie argonem lub mieszanie elektromagnetyczne pomaga ujednorodnić krzem i zmniejszyć skupiska inkluzji.
- Zarządzanie wtrąceniami: Połącz FeSi z podstawową praktyką związaną z żużlem i obróbką wapniem, jeśli jest to konieczne w celu modyfikacji wtrąceń.
- Bezpieczeństwo: W przypadku drobnych proszków należy stosować kontrolę zapylenia, odpowiednie środki ochrony indywidualnej i zabezpieczenie przeciwwybuchowe. Przechowywać z dala od wilgoci i utleniaczy.
- Identyfikowalność: śledzenie numerów partii, MTC/COA i danych dotyczących zużycia na potrzeby audytów jakości i analizy przyczyn źródłowych.
Wskaźniki jakości, których należy żądać od dostawcy proszku żelazokrzemowego
- Skład chemiczny: Si, Al, C, P, S, Ca, Ti, Mn i pierwiastki śladowe o specyfikacji min/max.
- Rozkład wielkości: analiza sitowa z D10/D50/D90 lub pełnym podziałem oczek.
- Zawartość wilgoci: Wilgotność w stanie dostawy i krzywa po suszeniu.
- Gęstość pozorna i gęstość nasypowa: Do projektowania podajników i ładowania drutu rdzeniowego.
- Zawartość magnetyczna i drobne cząstki: Wpływają na odzysk w gęstych mediach i kontrolę zapylenia.
- Tendencja do ponownego utleniania: Testy praktyczne związane z określonymi gatunkami stali i procesami.
- Czystość i zanieczyszczenie: Ograniczenia dotyczące oleju, rdzy i zanieczyszczeń niemagnetycznych.
Często zadawane pytania (FAQ)
- Jaka jest różnica między proszkiem żelazokrzemu a proszkiem metalu krzemowego? Proszek żelazokrzemowy to stop żelazowo-krzemowy o mniejszej zawartości krzemu niż proszek metalicznego czystego krzemu i zoptymalizowany pod kątem odtleniania i tworzenia stopów w stali i żelazie. Proszek krzemowo-metalowy to krzem o wyższej czystości stosowany w stopach aluminium, chemikaliach i elektronice.
- Czy mogę zastąpić krzem wapniowy żelazokrzemem? Na niektórych etapach odtleniania tak. Ale CaSi dostarcza wapnia do modyfikacji inkluzji i odsiarczania. Wybór zależy od gatunku stali i docelowej morfologii wtrąceń.
- Który gatunek FeSi jest najlepszy do produkcji magnezu? Powszechnie stosuje się proszek FeSi 75, ale wielkość cząstek i poziom zanieczyszczeń należy dostosować do konstrukcji pieca i jakości dolomitu.
- Jak zapobiec zbrylaniu podczas przechowywania? Utrzymuj wilgotność poniżej specyfikacji, używaj worków z wyściółką, przechowuj na paletach z dala od wahań temperatury i rozważ zastosowanie środków przeciwzbrylających w przypadku bardzo drobnych gatunków.
.png)
