Порошок ферросилиция представляет собой тонкоизмельченный сплав железа и кремния, обычно содержащий 15–90% кремния по весу. В промышленности распространены марки FeSi 45, FeSi 65, FeSi 75, а также специализированные варианты с низким содержанием алюминия или углерода. Благодаря своей сильной раскисляющей способности, активности кремния и контролируемому распределению частиц по размерам, порошок ферросилиция широко используется в сталеплавильном производстве, литейных процессах, производстве магния, сварочных материалах, порошковой проволоке, переработке полезных ископаемых, металлургических флюсах и даже в некоторых химических производствах и в производстве аккумуляторов.
Ключевые свойства и преимущества производительности
1) Мощный раскислитель и легирующий агент.
- Высокая активность кремния: кремний имеет сильное сродство к кислороду, что обеспечивает быстрое и эффективное раскисление расплавленной стали и чугуна.
- Чистое производство стали: правильно дозированный порошок ферросилиция снижает содержание растворенного кислорода, уменьшает количество включений и улучшает механические свойства.
- Конструкция сплава: кремний повышает прочность, прокаливаемость, стойкость к окислению и удельное электрическое сопротивление в некоторых сталях и чугунах.
2) Индивидуальное распределение частиц по размерам (PSD)
- Мелкая зернистость: распространенные размеры включают порошки размером 0–0,3 мм, 0–1 мм, 0–3 мм, 1–3 мм или измельченные по индивидуальному заказу порошки.
- Стабильная текучесть: контролируемая PSD повышает точность подачи в порошковой проволоке, системах впрыска и процессах с использованием порошков.
- Контроль реактивности: более мелкие фракции увеличивают площадь поверхности и скорость реакции; более крупные фракции умеренно выделяют выделение тепла.
3) Стабильный химический состав и низкий уровень примесей.
- Целевая химия: Fe и Si – основа; контролируемое содержание Al, C, P, S, Ca и Ti сводит к минимуму нежелательные побочные продукты.
- Варианты с низким содержанием алюминия: для вторичной переработки и высококачественных марок стали порошок ферросилиция с низким содержанием Al уменьшает количество включений глинозема.
- Контроль следов: ограничение P и S помогает поддерживать прочность и усталостную прочность последующих продуктов.
4) Тепловое и электрическое поведение
- Экзотермический потенциал: реакции инокуляции и раскисления выделяют тепло, которое может стабилизировать температуру расплава.
- Электрическое сопротивление: кремний увеличивает удельное сопротивление, что полезно в некоторых специальных сплавах и составах сварочных флюсов.
5) Совместимость с автоматическим кормлением
- Порошковая проволока и пневматический впрыск: равномерная плотность, низкая влажность, низкий уровень пыли и противослеживаемость обеспечивают стабильное дозирование и минимальные засоры линии.
- Постоянная объемная плотность: предсказуемая упаковка повышает производительность бункера и точность весов.
Основные области применения
1) Раскислитель для сталеплавильного производства
- Первичное и вторичное производство стали: порошок ферросилиция добавляется в ковш или через порошковую проволоку для эффективного удаления кислорода.
- Улучшение чистоты: уменьшение содержания неметаллических включений приводит к улучшению ударной вязкости, обрабатываемости и качества поверхности.
2) Инокуляция ковкого чугуна и серого чугуна
- Помощь в зародышеобразовании: порошок ферросилиция способствует образованию графита и увеличивает количество конкреций в ковком чугуне, уменьшая охлаждение.
- Стабильная микроструктура: улучшает однородность переходов толщины срезов и уменьшает усадочную пористость.
- Сочетание с модификаторами: часто используется вместе с модификаторами SiCa, SiBa или редкоземельными элементами для индивидуальной морфологии графита.
3) Производство магния методом Пиджена
- Роль восстановителя: порошок ферросилиция с высоким содержанием кремния действует как восстановитель при извлечении магния из обожженного доломита при повышенных температурах в вакууме.
- Экономическая эффективность: размер частиц и содержание кремния влияют на кинетику реакции и потребление энергии.
4) Сварочные материалы и флюсы
- Состав флюса: порошок ферросилиция поставляет кремний для раскисления и контроля шлака в сварочных электродах и порошковой проволоке.
- Качество металла сварного шва: помогает удалить кислород и стабилизировать поведение дуги, улучшая внешний вид шва и механические свойства.
5) Порошковая проволока и литьевая металлургия
- Точная дозировка: мелкий порошок FeSi инкапсулируется в стальную полосу в виде порошковой проволоки или впрыскивается в расплав пневматически.
- Преимущества процесса: повышенный выход сплава, уменьшение растрескивания и окисления, повышение безопасности оператора и повторяемость результатов.
6) Переработка полезных ископаемых и тяжелые среды
- Сепарация в плотных средах: Крупный ферросилиций может использоваться в тяжелых средах для промывки угля и обогащения руды; мелкие фракции повышают плотность и реологию.
- Магнитная восстанавливаемость: ферросилиций обладает сильными магнитными свойствами, что обеспечивает высокую скорость восстановления и снижение эксплуатационных затрат.
7) Металлургические добавки и специальные сплавы.
- Кремнийсодержащие стали: электротехнические стали, пружинные стали и жаропрочные стали используют кремний для повышения производительности.
- Модификаторы чугуна: специально разработанные композиции FeSi повышают прочность и износостойкость компонентов автомобилей и машин.
8) Использование химических веществ и прекурсоров аккумуляторов (ниша)
- Источник кремния: в некоторых процессах химического синтеза и прекурсорах порошок ферросилиция высокой чистоты может выступать в качестве донора кремния.
- Направления НИОКР: Новые процессы исследуют FeSi в качестве сырья для богатых кремнием материалов для хранения энергии.
Как правильно выбрать порошок ферросилиция
- Содержание кремния (Si%): выберите FeSi 45/65/75 в зависимости от прочности к раскислению, стоимости и металлургических целей. Более высокое содержание кремния обычно означает более сильное раскисление и более чистую сталь.
- Размер частиц (PSD):
- 0–0,3 мм или 0–1 мм для порошковой проволоки и пневмоинжекции.
- 0–3 мм для ковшового добавления или литейных ковшей с ручным дозированием.
- Пользовательский PSD, соответствующий оборудованию для подачи и кинетике реакции.
- Пределы примесей: укажите максимум Al, C, P, S; для чистых сталей выбирайте порошок ферросилиция с низким содержанием Al и строгим контролем P и S.
- Текучесть и влажность: Обеспечьте хорошую текучесть, низкую влажность (типично <0,3%) и предотвращение слеживания для стабильного дозирования.
- Кажущаяся плотность: соответствует конструкции бункера и питателя, чтобы избежать образования мостиков или сегрегации.
- Упаковка: выберите мешки по 25 кг, большие мешки по 1 тонне или варианты с вакуумной запайкой для гигроскопических сред.
- Стандарты и сертификация: запрашивайте сертификаты ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 и сертификаты заводских испытаний (MTC) или сертификаты анализа (COA) на партию.
Советы по процессу и лучшие практики
- Предварительный нагрев и сушка: держите порошок ферросилиция сухим; при необходимости предварительно нагрейте добавки в ковш, чтобы избежать поглощения водорода и паровых взрывов.
- Контролируемое добавление: для последовательного дозирования используйте порошковую проволоку или инжекторы; избегайте больших партийных дампов, которые вызывают локальный перегрев.
- Перемешивание расплава: осторожное перемешивание аргоном или электромагнитное перемешивание помогает гомогенизировать кремний и уменьшить скопления включений.
- Управление включениями: сочетание FeSi с основной практикой шлаков и обработкой кальцием, когда это необходимо для модификации включений.
- Безопасность: используйте средства контроля пыли, подходящие средства индивидуальной защиты и взрывобезопасное обращение с мелкими порошками. Хранить вдали от влаги и окислителей.
- Прослеживаемость: отслеживание номеров партий, MTC/сертификата подлинности и данных о потреблении для проверки качества и анализа первопричин.
Показатели качества, которые следует запросить у поставщика порошка ферросилиция
- Химический состав: Si, Al, C, P, S, Ca, Ti, Mn и микроэлементы с минимальными/максимальными характеристиками.
- Распределение по размерам: ситовой анализ с D10/D50/D90 или полное разбиение сетки.
- Содержание влаги: кривая влажности при транспортировке и после высыхания.
- Кажущаяся плотность и плотность врезки: для конструкции механизма подачи и загрузки порошковой проволоки.
- Магнитное содержание и мелкие частицы: влияет на регенерацию в плотных средах и на контроль пыли.
- Склонность к повторному окислению: практические испытания, привязанные к конкретным маркам стали и процессам.
- Чистота и загрязнение: Ограничения по содержанию масла, ржавчины и немагнитного мусора.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- В чем разница между порошком ферросилиция и порошком металлического кремния? Порошок ферросилиция представляет собой сплав железа с кремнием, в котором содержание кремния ниже, чем в порошке чистого металлического кремния, и оптимизирован для раскисления и легирования стали и железа. Металлический кремниевый порошок — это кремний высокой чистоты, используемый в алюминиевых сплавах, химикатах и электронике.
- Можно ли заменить кальций-кремний на ферросилиций? На некоторых этапах раскисления — да. Но CaSi обеспечивает кальций для модификации включений и десульфурации. Выбор зависит от марки стали и морфологии целевых включений.
- Какая марка FeSi лучше всего подходит для производства магния? Обычно используется порошок FeSi 75, но размер частиц и уровень примесей должны соответствовать конструкции печи и качеству доломита.
- Как предотвратить слеживание при хранении? Поддерживайте влажность ниже заданной, используйте мешки с подкладкой, храните на поддонах вдали от перепадов температур и рассмотрите возможность использования антислеживателей для сверхмелких сортов.
.png)
