Როგორ მზადდება ფეროსილიციუმი და მისი სავარაუდო სპეციფიკაციები

Ფეროსილიციუმი (FeSi) ფოლადის ინდუსტრიაში გავრცელებული ფერომადნაა, რომელიც ძირითადად იხმარება როგორც დეოქსიდანტი და ლეგირების აგენტი. მისი წარმოება ენერგომწოვ პროცესს წარმოადგენს, რომელიც დამოკიდებულია სილიკის აღდგენაზე ქვეშ მდებარე რხევანის ღუზეში.

Ფეროსილიციუმის წარმოების პროცესი

Ფეროსილიციუმის წარმოება ძირითადად იყენებს ქვეშ მდებარე რხევანის ღუზეს (ხშირად მოიხსენიება როგორც "ქვეშ მდებარე რხევანის ღუზე" ან "ელექტრორხევანის ღუზე"). პროცესი შეიძლება გაიყოს რამდენიმე ძირითად ეტაპად:

Საწყისი მასალების მომზადება: ძირითადი საწყისი მასალებია:
· სილიკა (SiO₂): სავარაუდოდ მოითხოვს სიწმინდის 97%-ზე მეტს.
· ნახშირბადოვანი აღმდგენელები: მაგალითად მეტალურგიული კოკსი, ნავთობის კოკსი ან ხის ნახშირი.
· რკინის წყაროები: როგორც წესი, რკინის ნაჭრები/ნარჩენები ან რკინის მადნის მისაღებად საჭირო რკინის კომპონენტის მისაწოდებლად და სილიციუმის შემცველობის კონტროლისთვის საბოლოო მადაში. ამ ნედლეულს ექვემდება პროცესები, როგორიცაა დაშლა, გასაცდელი და გაშრობა ღუმელის გლუვი მუშაობისთვის საჭირო ნაწილაკების ზომისა და ტენიანობის მისაღებად.

Ღუმელის მოლური დნობა: შერეული ნედლეული უწყვეტად იკვებება დამალული არკუში ღუმელში. ელექტროდებისა და მატერიალის შორის წარმოქმნილი ელექტრული რგოლის მიერ გენერირებული მაღალ ტემპერატურაზე (1800°C-ზე მეტი), რომელსაც სილიკაში არსებული სილიციუმის ოქსიდი აღდგება ნახშირბადით, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სილიციუმი, რომელიც შემდეგ ალიურდება რკინასთან და წარმოქმნის ფეროსილიციუმის ნადნობს.
· ელექტროდის სტაბილური შეყვანის სიღრმის შენარჩუნება და ღუმელის მდგომარეობის (ტემპერატურა, წნევა) მონიტორინგი საჭიროა ეფექტუანი მუშაობისთვის.
· გადნობის ციკლი ჩვეულებრივ ხდება ყოველი 2-4 საათის განმავლობაში.
Გაუმჯობესება (მაღალი სიწმინდის ან სპეციალური ხარისხისთვის): დაბალ ნახშირბადიანი, დაბალ ალუმინის ან სხვა მაღალი სიწმინდის ფეროსილიციუმის ხარისხების მისაღებად საჭიროა გარე გაუმჯობესება. ხშირად გამოყენებული მეთოდებია:
· არგონის ბურთულის და ასახლების ტექნოლოგიის გამოყენება მისაღები მდგნარისა და გამომწმენდი საშუალებების (მაგალითად, კომპოზიტური დეკარბურიზატორები და გამომწმენდი ქვა) შორის სრული კონტაქტის დასადგენად, რათა მოხდეს მავნე მინარევების (ნახშირბადისა და ალუმინის) ამოღება.
· ჟანგბადით გაუმჯობესება ან ჭარხალის დამუშავების მეთოდების გამოყენებაც შეიძლება.
Დამზადება და გატეხვა: ღუმბეშიდან გამოშვებული მოლური ფეროსილიციუმი ჩაისხმება მოლდებში. გაცივებისა და გამყარების შემდეგ, მას გატეხავენ, დაასახელებენ (მომხმარებლის მოთხოვნების შესაბამისად ნაწილაკების განაწილების ზომის მიხედვით, მაგალითად, ფოლადის დამზადებისთვის 10-100 მმ ბლოკები, დამზადებისთვის 0,2-8 მმ ფხვნილი) და შეაფუთავენ მიმწოდებისთვის.

Ფეროსილიციუმის ხშირად გამოყენებული სპეციფიკაციები და მოდელები

Ფეროსილიციუმი ძირითადად იკლასიფიცირება მისი სილიციუმის (Si) შემცველობის და მინარევების შემცველობის მიხედვით, როგორიცაა ალუმინი (Al), ნახშირბადი (C), ფოსფორი (P) და გოგირდი (S). გავრცელებული მოდელებია:

Კლასი / მოდელი Si შემცველობა (%) გავრცელებული მინარევების ზღვრები (მაქს. %) ძირითადი გამოყენება და შენიშვნები
FeSi75 72-80 Al: 1.5-3.0, C: 0.2-0.5, P: ≤0.04, S: ≤0.02 ყველაზე გავრცელებული კლასია, ფოლადის წარმოებისას დეოქსიდანტად და ლეგირების მასალად გამოიყენება.
FeSi72 72-75 Al: 1.5-3.0, C: 0.2-0.5, P: ≤0.04, S: ≤0.02 სტანდარტული კლასი ფოლადის წარმოებისთვის.
Დაბალნახშირბადიანი FeSi (მაგ., B-LcFeSi) ~75 C: ძალიან დაბალი (მაგ., ≤0.02), Al, P, S კონტროლირებულია გამოიყენება მაღალხარისხიანი ფოლადის დასადეოქსიდებლად, მაგ. ელექტროტექნიკური ფოლადი.
45% Si FeSi 40-47 Al, C, P, S კონტროლირებულია გამოიყენება მანქანათმშენებლობის სასარგებლო ფოლადის დასამუშავებელ საწარმოებში ინოკულანტად.

· ნაწილაკის ზომა: გამოყენების მიხედვით, ფეროსილიციუმი მიწოდებულია სხვადასხვა ზომის ნატეხში, როგორიცაა სტანდარტული ნატეხი (10-100 მმ), გაუმჯობესებული ნატეხი (10-50 მმ) ან ფხვნილი/ნატეხი (0-8 მმ). ნატეხის პროპორცია ხშირად მკაცრად კონტროლდება (მაგ., <5% ქვემოთ 10 მმ-ზე).

Ფეროსილიციუმი აუცილებელია:

· ფოლადის წარმოება: მომხმარებელი დეოქსიდანტის როლში (მოხსნის ჟანგბადს მდნარი ფოლადიდან) და შემნაკეთი ელემენტის როლში (მისცემს კონკრეტულ თვისებებს, როგორიცაა გაძლიერებული სიმტკიცე და კოროზიის მიმართ მედეგობა ფოლადში).
· მანქანათმშენი ინდუსტრია: გამოიყენება მოწყობილობის მავთულში სფერო გრაფიტის წარმოსაქმნელად, რითიც აუმჯობესებს მანქანათმშენი მავთულის სიმტკიცეს და ხარისხს.

Შეჯამების გასაკეთებლად, ფეროსილიციუმის წარმოება არის რთული პროცესი, რომელიც უერთდება მაღალტემპერატურიან მეტალურგიას და ზუსტ კონტროლს. სხვადასხვა ხარისხის და სპეციფიკაციები აკმაყოფილებს სხვადასხვა მიმართულების ინდუსტრიების საჭიროებებს, რითიც ხდება მას დაუშვებელი მნიშვნელობის მატარებელი მასალა თანამედროვე ინდუსტრიაში.