FeSi70 یک آلیاژ سیلیکونی آهن-است که توسط نهادهای بین المللی و ملی مانند ISO، ASTM و GB استاندارد شده است. نامگذاری 70 نشان‌دهنده حداقل محتوای سیلیکون 70٪ است، در حالی که تجزیه و تحلیل واقعی مواد تجاری معمولاً بالاتر است، معمولاً در محدوده 72-74٪. باقیمانده عمدتاً آهن است، با سطوح کاملاً کنترل شده آلومینیوم، کلسیم، کربن، فسفر، گوگرد و منگنز. درک این ترکیب برای متالورژیست هایی که نرخ افزودن دقیق برای تولید فولاد و چدن را محاسبه می کنند ضروری است.
ترکیب معمولی FeSi70
| عنصر | محتوای معمولی (%) | حد تضمین شده (بر اساس استانداردها) | نقش و اهمیت |
|---|---|---|---|
| سیلیکون (Si) | 70-75 | بزرگتر یا مساوی 70 (دقیقه) | عنصر آلیاژی اولیه و اکسید زدا |
| آهن (آهن) | موجودی، ~25-30 | با تفاوت | فلز پایه حامل سیلیکون |
| آلومینیوم (Al) | 0.5-2.0 | کمتر یا مساوی 2.0 (حداکثر) | اکسید کننده و تصفیه کننده غلات |
| کلسیم (Ca) | 0.5-1.5 | کمتر یا مساوی 1.5 (حداکثر) | اکسید کننده و گوگردزدا؛ اجزاء را اصلاح می کند |
| کربن (C) | 0.1-0.2 | کمتر یا مساوی 0.2 (حداکثر) | باقیمانده از تولید کربوترمیک |
| فسفر (P) | <0.04 | کمتر یا مساوی 0.04 (حداکثر) | ناخالصی مضر، به شدت کنترل شده است |
| گوگرد (S) | <0.02 | کمتر یا مساوی 0.02 (حداکثر) | ناخالصی مضر، به شدت کنترل شده است |
| منگنز (Mn) | <0.5 | کمتر یا مساوی 0.5 (حداکثر) | عنصر ولگرد جزئی از مواد خام |
این محدوده منعکس کننده شیوه تجاری معمولی است. تجزیه و تحلیل دقیق هر دسته در گواهی تجزیه و تحلیل صادر شده همراه با محموله ذکر شده است.
سیلیکون و آهن: جفت هسته
دلیل استفاده از FeSi70 سیلیکون است. این یک اکسید کننده قوی و یک عنصر آلیاژی کلیدی است که استحکام، سختی و مقاومت الکتریکی فولاد را افزایش می دهد. تجزیه و تحلیل تایید شده معمولاً 72-74٪ Si را نشان می دهد، و سطح دقیق تعیین می کند که چه مقدار ماده باید برای ضربه زدن به شیمی هدف در مذاب اضافه شود. آهن به عنوان یک حامل عمل می کند که اجازه می دهد سیلیکون به حمام فلز مذاب به شکل جامد قابل کنترل اضافه شود. محتوای آن با تفاوت تعیین می شود، بنابراین تجزیه و تحلیل 73٪ Si به معنای تقریباً 27٪ آهن منهای وزن همه عناصر دیگر است.
آلومینیوم و کلسیم: اکسیدکننده‌ها و اصلاح‌کننده‌ها
آلومینیوم و کلسیم صرفاً ناخالصی نیستند. آنها در بسیاری از موارد اضافات عمدی هستند. آلومینیوم نسبت به سیلیکون به تنهایی اکسیدزدای قوی تری است که به حذف کامل تر اکسیژن محلول کمک می کند و به ساختارهای ریزدانه- فولاد کمک می کند. کلسیم یک اکسید زدا و گوگرد زدایی قوی است که شکل اجزای غیرفلزی را از شکل‌های مضر رشته‌ای به شکل‌های کروی بی‌ضرر تغییر می‌دهد، که چقرمگی و شکل‌پذیری را به‌ویژه در جهت عرضی بهبود می‌بخشد.
سطوح آنها باید متعادل باشد: بسیار کم و اثرات مفید ناپدید می شوند. بیش از حد زیاد است و ادغام های بیش از حد و درشت ایجاد می کنند. در صورت وجود الزامات خاص، گریدهایی مانند FeSiAl را می توان با آلومینیوم بالاتر مشخص کرد.
کربن، فسفر و گوگرد: ناخالصی های مهم
کربن یک باقیمانده اجتناب ناپذیر از فرآیند تولید است که در آن سیلیس (SiO2) با کربن (کک) در یک کوره قوس الکتریکی کاهش می یابد. برای اکثر کاربردهای فولادی کربن تا حد امکان پایین نگه داشته می شود و این امر به ویژه برای فولادهای الکتریکی اهمیت دارد. برای کاربردهای خاص چدن، مقدار کمی کربن بالاتر ممکن است قابل قبول باشد.
فسفر و گوگرد از عناصر ولگرد نامطلوب هستند. فسفر فولاد را در دماهای پایین شکننده می کند که به عنوان کوتاهی سرد شناخته می شود و باید کمتر از 0.04 درصد نگه داشته شود. گوگرد در دماهای بالا باعث شکنندگی می شود که به عنوان کوتاهی گرم شناخته می شود و در هنگام نورد گرم و آهنگری مشکلاتی ایجاد می کند و باید بسیار کم نگه داشته شود، معمولاً زیر 0.02%.
فرم فیزیکی، اندازه و تایید کیفیت
FeSi70 معمولاً به صورت توده های حدود 10-100 میلی متر، به صورت خرده، گرانول یا پودر عرضه می شود. توده های بزرگتر آهسته تر حل می شوند، که برای افزودن ملاقه و کوره که آلیاژسازی تدریجی مورد نظر است، مناسب است، در حالی که دانه های کوچکتر برای اصلاحات دقیق سریعتر حل می شوند. این آلیاژ بسیار کمتر از دمای فولادسازی ذوب می شود، بنابراین به راحتی در مذاب حل می شود.
کیفیت با تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی با استفاده از روش‌هایی مانند تیتراسیون شیمی مرطوب، آنالیز وزن‌سنجی، فلورسانس اشعه ایکس (XRF) یا طیف‌سنجی نشر نوری پلاسما جفت شده القایی (ICP-OES) تأیید می‌شود و هر محموله باید دارای گواهی تجزیه و تحلیل برای تیم کیفیت خریدار باشد.
سوالات متداول
رفتار ذوب FeSi70 در مقایسه با FeSi75 چگونه است؟هر دو گرید بسته به ترکیب دقیق، تقریباً در دمای 1200-1300 درجه ذوب می‌شوند، که بسیار پایین‌تر از دمای فولادسازی است و امکان انحلال سریع در حمام را فراهم می‌کند.
نرخ افزودن معمولی در فولادسازی کوره اکسیژن پایه (BOF) چقدر است؟دوز معمولاً در محدوده 1-4 کیلوگرم در هر تن فولاد است که برای دستیابی به سطوح سیلیکون و اکسیژن مورد نظر تنظیم می شود.
آیا FeSi70 ارزانتر از FeSi72 یا FeSi75 است؟به طور کلی بله؛ گریدهای کمتر-سیلیکون معمولاً از چند درصد تا تقریباً 10{3}}15 درصد در هر تن بسته به شرایط بازار ارزانتر هستند، که FeSi70 را برای تولیدکنندگان حساس به هزینه جذاب می‌کند.
آیا FeSi70 بر جوشکاری فولاد تأثیر می گذارد؟سطوح متوسط سیلیکون به طور کلی خنثی هستند، اما سیلیکون بیش از حد می تواند جوش پذیری را کاهش دهد، بنابراین دوز باید در مشخصات کنترل شود.
محتوای سیلیکون در FeSi70 ورودی چگونه اندازه گیری می شود؟روش های متداول عبارتند از تیتراسیون، وزن سنجی، XRF و ICP-OES. انتخاب بستگی به توانایی آزمایشگاه و دقت مورد نیاز دارد.
چه اقدامات ایمنی هنگام کار با FeSi70 اعمال می شود؟از ماسک های گرد و غبار در عملیات گرد و غبار استفاده کنید، آلیاژ را در شرایط آب بندی خشک نگهداری کنید و از تماس با آب یا اسیدها خودداری کنید، زیرا فروسیلیس می تواند گاز هیدروژن را در واکنش با رطوبت آزاد کند.