Bột Ferrosilicon là hợp kim được nghiền mịn của sắt và silicon, thường chứa 15%–90% silicon tính theo trọng lượng. Trong công nghiệp, các loại phổ biến bao gồm FeSi 45, FeSi 65, FeSi 75 và các biến thể chuyên dụng có hàm lượng nhôm thấp hoặc carbon thấp. Nhờ khả năng khử oxy mạnh, hoạt tính silicon và phân bố kích thước hạt có thể kiểm soát, bột ferrosilicon được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép, quy trình đúc, sản xuất magie, vật liệu hàn, dây lõi, chế biến khoáng sản, dòng luyện kim và thậm chí trong một số tuyến tiền chất hóa học và pin.
Các đặc tính chính và ưu điểm về hiệu suất
1) Chất khử oxy và hợp kim mạnh mẽ
- Hoạt tính silicon cao: Silicon có ái lực mạnh với oxy, giúp khử oxy nhanh và hiệu quả trong thép nóng chảy và gang.
- Sản xuất thép sạch: Bột ferrosilicon được định lượng đúng cách sẽ làm giảm lượng oxy hòa tan, giảm tạp chất và cải thiện tính chất cơ học.
- Thiết kế hợp kim: Silicon tăng cường độ bền, độ cứng, khả năng chống oxy hóa và điện trở suất trong một số loại thép và gang.
2) Phân bố kích thước hạt có thể điều chỉnh (PSD)
- Độ hạt mịn: Các kích thước phổ biến bao gồm 0–0,3 mm, 0–1 mm, 0–3 mm, 1–3 mm hoặc bột xay tùy chỉnh.
- Khả năng chảy ổn định: PSD được kiểm soát cải thiện độ chính xác cấp liệu trong dây có lõi, hệ thống phun và các quy trình dựa trên bột.
- Kiểm soát khả năng phản ứng: Các phân đoạn mịn hơn làm tăng diện tích bề mặt và tốc độ phản ứng; phần thô hơn giải phóng vừa phải và sinh nhiệt.
3) Hóa học ổn định và tạp chất thấp
- Hóa học mục tiêu: Fe và Si là cơ sở; hàm lượng Al, C, P, S, Ca và Ti được kiểm soát sẽ giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn.
- Tùy chọn hàm lượng nhôm thấp: Đối với các loại thép tinh luyện thứ cấp và thép chất lượng cao, bột ferrosilicon có hàm lượng Al thấp làm giảm tạp chất alumina.
- Kiểm soát vết: Hạn chế P và S giúp duy trì độ bền và khả năng chống mỏi ở các sản phẩm hạ nguồn.
4) Hành vi nhiệt và điện
- Tiềm năng tỏa nhiệt: Phản ứng cấy và khử oxy giải phóng nhiệt có thể ổn định nhiệt độ nóng chảy.
- Điện trở suất: Silicon làm tăng điện trở suất, hữu ích trong một số hợp kim đặc biệt và các công thức từ thông hàn.
5) Khả năng tương thích với tính năng cho ăn tự động
- Dây lõi và phun khí nén: Mật độ đồng đều, độ ẩm thấp, ít bụi và đặc tính chống đóng bánh cho phép định lượng ổn định và giảm thiểu tắc nghẽn đường ống.
- Mật độ khối ổn định: Việc đóng gói có thể dự đoán trước giúp cải thiện hiệu suất phễu và độ chính xác của cân.
Các trường ứng dụng cốt lõi
1) Chất khử oxy trong luyện thép
- Luyện thép sơ cấp và thứ cấp: Bột Ferrosilicon được cho vào muôi hoặc qua dây lõi để loại bỏ oxy hiệu quả.
- Cải thiện độ sạch: Giảm tạp chất phi kim loại dẫn đến độ bền, khả năng gia công và chất lượng bề mặt tốt hơn.
2) Cấy sắt dẻo và sắt xám
- Hỗ trợ tạo mầm: Bột Ferrosilicon thúc đẩy sự hình thành than chì và cải thiện số lượng nốt sần trong sắt dẻo, giảm cảm giác lạnh.
- Cấu trúc vi mô ổn định: Tăng cường tính nhất quán trong quá trình chuyển đổi độ dày của mặt cắt và giảm độ xốp co ngót.
- Kết hợp với chế phẩm: Thường được sử dụng cùng với SiCa, SiBa hoặc chế phẩm đất hiếm để tạo ra hình thái than chì phù hợp.
3) Sản xuất Magiê thông qua quy trình Pidgeon
- Vai trò khử: Bột ferrosilicon hàm lượng silicon cao đóng vai trò là chất khử để tách magie từ dolomit nung ở nhiệt độ cao trong chân không.
- Hiệu quả chi phí: Kích thước hạt và hàm lượng silicon ảnh hưởng đến động học phản ứng và mức tiêu thụ năng lượng.
4) Vật liệu hàn và chất trợ hàn
- Công thức thuốc trợ dung: Bột Ferrosilicon cung cấp silicon để khử oxy và kiểm soát xỉ trong điện cực hàn và dây lõi thuốc trợ lực.
- Chất lượng kim loại mối hàn: Giúp loại bỏ oxy và ổn định hoạt động của hồ quang, cải thiện hình dạng hạt và tính chất cơ học.
5) Luyện kim phun và dây lõi
- Định lượng chính xác: Bột FeSi mịn được bọc trong dải thép dưới dạng dây lõi hoặc được bơm bằng khí nén vào nóng chảy.
- Lợi ích của quy trình: Năng suất hợp kim được cải thiện, giảm hiện tượng cháy và oxy hóa, an toàn cho người vận hành tốt hơn và kết quả có thể lặp lại.
6) Chế biến khoáng sản và vật liệu nặng
- Tách môi trường dày đặc: Ferrosilicon thô có thể được sử dụng trong môi trường nặng để rửa than và làm giàu quặng; phân số tốt bổ sung mật độ và tính lưu biến.
- Khả năng phục hồi từ tính: Ferrosilicon có từ tính mạnh, cho phép tỷ lệ thu hồi cao và chi phí vận hành thấp hơn.
7) Phụ gia luyện kim và hợp kim đặc biệt
- Thép chịu lực silicon: Thép điện, thép lò xo và thép chịu nhiệt tận dụng silicon để tăng hiệu suất.
- Chất biến tính gang: Các chế phẩm FeSi được thiết kế riêng giúp tăng thêm độ bền và khả năng chống mài mòn trong các bộ phận ô tô và máy móc.
8) Sử dụng tiền chất hóa học và pin (Niche)
- Nguồn silicon: Trong một số quá trình tổng hợp hóa học và các tuyến tiền chất nhất định, bột ferrosilicon có độ tinh khiết cao có thể đóng vai trò là chất cho silicon.
- Lộ trình R&D: Các quy trình mới nổi khám phá FeSi làm nguyên liệu cho vật liệu giàu silicon trong lưu trữ năng lượng.
Cách chọn bột Ferrosilicon phù hợp
- Hàm lượng silic (Si%): Chọn FeSi 45/65/75 dựa trên cường độ khử oxy, giá thành và mục tiêu luyện kim. Hàm lượng silicon cao hơn thường có nghĩa là khả năng khử oxy mạnh hơn và thép sạch hơn.
- Kích thước hạt (PSD):
- 0–0,3 mm hoặc 0–1 mm đối với dây lõi và phun khí nén.
- 0–3 mm đối với muôi bổ sung hoặc muôi đúc với định lượng thủ công.
- PSD tùy chỉnh để phù hợp với thiết bị cho ăn và động học phản ứng.
- Giới hạn tạp chất: Xác định max Al, C, P, S; đối với thép sạch, hãy chọn bột ferrosilicon có hàm lượng Al thấp với mức kiểm soát P và S chặt chẽ.
- Khả năng chảy và độ ẩm: Đảm bảo độ chảy tốt, độ ẩm thấp (điển hình <0,3%) và chống đóng bánh để định lượng ổn định.
- Mật độ biểu kiến: Phù hợp với thiết kế phễu và máng cấp liệu để tránh hiện tượng bắc cầu hoặc phân tầng.
- Đóng gói: Chọn bao 25 kg, bao jumbo 1 tấn hoặc đóng kín chân không cho môi trường hút ẩm.
- Tiêu chuẩn và chứng nhận: Yêu cầu chứng chỉ ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, và chứng chỉ kiểm nghiệm nhà máy (MTC) hoặc chứng chỉ phân tích (COA) trên mỗi lô.
Mẹo xử lý và thực tiễn tốt nhất
- Làm nóng trước và sấy khô: Giữ bột ferrosilicon khô; bổ sung thêm muôi gia nhiệt trước khi cần thiết để tránh thu khí hydro và nổ hơi nước.
- Bổ sung có kiểm soát: Sử dụng dây lõi hoặc kim phun để định lượng phù hợp; tránh đổ hàng loạt lớn gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ.
- Khuấy nóng chảy: Khuấy argon nhẹ nhàng hoặc khuấy điện từ giúp đồng nhất silicon và giảm các cụm tạp chất.
- Quản lý tạp chất: Kết hợp FeSi với phương pháp xử lý xỉ cơ bản và xử lý canxi khi cần thiết để điều chỉnh tạp chất.
- An toàn: Sử dụng biện pháp kiểm soát bụi, trang bị bảo hộ cá nhân phù hợp và xử lý chống cháy nổ đối với bột mịn. Bảo quản tránh xa độ ẩm và chất oxy hóa.
- Truy xuất nguồn gốc: Theo dõi số lô, MTC/COA và dữ liệu tiêu thụ để kiểm tra chất lượng và phân tích nguyên nhân gốc rễ.
Số liệu chất lượng cần yêu cầu từ nhà cung cấp bột Ferrosilicon của bạn
- Thành phần hóa học: Si, Al, C, P, S, Ca, Ti, Mn và các nguyên tố vi lượng có thông số min/max.
- Phân bố kích thước: Phân tích sàng với D10/D50/D90 hoặc phân tích toàn bộ lưới.
- Độ ẩm: Độ ẩm khi vận chuyển và đường cong sau khi sấy.
- Mật độ biểu kiến và mật độ vòi: Dành cho thiết kế bộ cấp liệu và tải dây lõi.
- Hàm lượng từ tính và hạt mịn: Tác động đến khả năng phục hồi trong môi trường dày đặc và kiểm soát bụi.
- Xu hướng tái oxy hóa: Các thử nghiệm thực tế gắn liền với các loại và quy trình thép cụ thể.
- Độ sạch và ô nhiễm: Hạn chế về dầu, rỉ sét và các mảnh vụn không từ tính.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- Bột ferrosilicon và bột kim loại silicon có gì khác nhau? Bột Ferrosilicon là hợp kim sắt-silic, có hàm lượng silicon thấp hơn bột kim loại silicon nguyên chất và được tối ưu hóa cho quá trình khử oxy và tạo hợp kim trong thép và sắt. Bột kim loại silicon là silicon có độ tinh khiết cao hơn được sử dụng trong hợp kim nhôm, hóa chất và điện tử.
- Tôi có thể thay thế canxi-silicon bằng ferrosilicon không? Có trong một số bước khử oxy. Nhưng CaSi cung cấp canxi để biến đổi bao gồm và khử lưu huỳnh. Sự lựa chọn phụ thuộc vào loại thép và hình thái bao gồm mục tiêu.
- Loại FeSi nào tốt nhất cho sản xuất magie? Bột FeSi 75 thường được sử dụng nhưng kích thước hạt và mức độ tạp chất phải được điều chỉnh tùy theo thiết kế lò và chất lượng dolomite.
- Làm thế nào để tránh bị vón cục trong quá trình bảo quản? Giữ độ ẩm dưới mức thông số kỹ thuật, sử dụng túi lót, bảo quản trên pallet tránh xa sự thay đổi nhiệt độ và xem xét các chất chống đóng bánh cho các loại siêu mịn.
.png)
