Fizička svojstvaferosilicijsustavno varirati s sadržajem silicija (45%-90%):
| Karakteristične dimenzije | Osnovni parametri (prema gradijentu sadržaja silicija) | Ključni utjecaji |
| Izgled i oblik | Srebrno-sivi metalni sjaj, dostupan u obliku bloka/granula/praha, čvrste i lomljive teksture. | Grudasti oblik prikladan je za sirovinu za proizvodnju čelika; praškasti oblik je pogodan za kemijsku katalizu. |
| Talište | FeSi45 (1200-1250 stupnjeva), FeSi75 (1280-1300 stupnjeva), FeSi90 (1320-1350 stupnjeva) | Veći sadržaj silicija rezultira višim talištem, što utječe na kontrolu temperature taljenja. |
| Gustoća | 6,8-7,2 g/cm³ (gustoća je nešto niža s većim sadržajem silicija) | Određuje sedimentaciju i učinkovitost miješanja u rastaljenom čeliku/željezu |
| Tvrdoća (HB) | Ferrosilicij 45 (180-200),Ferrosilicij 75(200-250), Ferrosilicij 90 (230-280) | Veća tvrdoća ukazuje na veću otpornost na trošenje i prikladnost za-proizvodnju dijelova otpornih na habanje. |
| Specifična površina | Rasuti (0,1-0,5 m²/g), prah (1-3 m²/g) | Praškasti oblik pokazuje veću reaktivnost i prikladan je za rafinirane primjene. |
Kemijska svojstva: ključna podrška za osnovne funkcije
(1) Jaka reducibilnost
Termodinamička osnova:Silicij ima nisku slobodnu energiju za reakciju s kisikom i može spontano reagirati s kisikom i oksidima na visokim temperaturama;
Ključna reakcija:Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (reakcija jezgre za deoksidaciju u proizvodnji čelika), gustoća generiranog SiO₂ mnogo je niža od gustoće rastaljenog čelika, što ga čini lakim za plutanje i uklanjanje;
Stvarni učinak:S dodatkom od 0,3%-0,8% FeSi75, sadržaj kisika u rastaljenom čeliku može se smanjiti s 80-100 ppm na 30-50 ppm, postižući vodeću učinkovitost deoksidacije u industriji.
(2) Kompatibilnost legiranja
Kapacitet čvrste otopine:Silicij može tvoriti neograničenu čvrstu otopinu sa željezom, a također može tvoriti stabilne spojeve s elementima kao što su magnezij, kalcij i mangan (npr. Mg₂Si, Ca₂SiO₄);
Kontrola nečistoća:Visoko{0}}kvalitetna fesi legura ima nečistoće (Al manje ili jednako 1,0%, S manje ili jednako 0,05%, P manje ili jednako 0,04%), izbjegavajući uvođenje štetnih elemenata koji bi mogli utjecati na performanse konačnog proizvoda.
(3) Kemijska stabilnost
Na sobnoj temperaturi:Ne reagira s vodom, slabim kiselinama ili slabim bazama, pokazujući veliku stabilnost pri skladištenju;
Na visokim temperaturama:Osim jakih oksidirajućih tvari, stabilan je i pogodan za metalurška okruženja taljenja od 1700-2000 stupnjeva.
Karakteristike procesa: ključne prednosti za industrijsku proizvodnju
Funkcija podešavanja točke topljenja
Mehanizam djelovanja:
Legura ferosilicija ima nižu točku taljenja od čistog željeza (1538 stupnjeva). Njegovo dodavanje leguri može sniziti temperaturu taljenja.
Praktična primjena:
Dodavanje FeSi75% u proizvodnju čelika može sniziti temperaturu taljenja rastaljenog čelika za 50-80 stupnjeva, smanjiti potrošnju električne energije po toni čelika za 60-80kWh i povećati učinkovitost proizvodnje za 10%-15%.
Optimizacija tečljivosti taline
Princip djelovanja:
Silicij može smanjiti površinsku napetost i viskoznost rastaljenog čelika/željeza (za svakih 1% povećanja sadržaja silicija, viskoznost se smanjuje za 5%-8%).
Učinak primjene:
Dodavanje FeroSilicija 75% u lijevanje poboljšava tečljivost rastaljenog željeza za 15%-20%, smanjuje nedostatke kao što su "nedovoljno izlijevanje" i "hladno zatvaranje" i povećava stopu kvalifikacije lijevanja za 8%-12%.
Podesivi sastav
Prostor za prilagodbu:
Podešavanjem omjera kvarcnog pijeska i koksa mogu se proizvesti različite kvalitete ferosilicija sa sadržajem silicija u rasponu od 45% do 90%;
Prikladni scenariji:
Niski{0}}silicijevi stupnjevi (FeSi45) imaju nisku-cijenu i prikladni su za obično lijevanje; visoke-stupnjevi silicija (FeSi75/90) imaju visoku čistoću i prikladni su za-čelične i elektroničke materijale visoke klase.
Funkcionalne karakteristike: Osnovne prednosti koje izravno stvaraju industrijsku vrijednost
(1) Poboljšana svojstva metala
Ojačanje čvrste otopine: atomi silicija ugrađeni su u feritnu rešetku, uzrokujući iskrivljenje rešetke i ometajući kretanje dislokacija;
Kvantitativni učinak: Dodavanje 0,2%-0,5% FeSi75 nisko{9}}legiranom konstrukcijskom čeliku povećava vlačnu čvrstoću za 10%-15% i granicu razvlačenja veću ili jednaku 345MPa; dodavanje 1,0%-1,5% čeliku otpornom na habanje povećava otpornost na habanje za 30%-40%.
(2) Pročišćavanje zrna i optimizacija mikrostrukture
Mehanizam djelovanja: Silicij djeluje kao heterogena nukleacijska jezgra tijekom skrućivanja metala, pročišćavajući veličinu zrna (od 50μm do 30-40μm);
Temeljna vrijednost: Poboljšava žilavost čelika i odljevaka, povećavajući otpornost na udar za 20%-30%, izbjegavajući rizik od krhkog loma i pogodan za scenarije niske temperature i udarnog opterećenja.
(3) Poboljšana otpornost na koroziju
Zaštitni mehanizam: silicij stvara gusti kompozitni oksidni film SiO₂-Al₂O₃ na površini metala, ometajući reakciju između kisika i unutarnje matrice;
Učinak primjene: Čelik otporan na vremenske utjecaje koji sadrži 0,5%-1,5% silicija ima 50%-70% smanjenje stope korozije u vlažnim okruženjima, produžujući radni vijek 2-3 puta, što ga čini prikladnim za mostove i vanjske građevinske materijale.
(4) Sinergistička dezoksidacija i desulfurizacija
Pomoć pri odsumporavanju: Silicij reagira sa sumporom i stvara SiS, koji se uklanja s troskom. Stopa odsumporavanja može doseći 10%-20% (učinak je još bolji u kombinaciji s feromanganom ilegure kalcija i silicija);
Temeljna vrijednost: Smanjuje vruću krtost čelika, poboljšava performanse zavarivanja i plastičnost obrade te smanjuje stopu grešaka u proizvodnji.
Usporedba karakteristika i logika odabira različitih stupnjeva ferosilicija
| Klase ferosilicija | Osnovne karakteristike i prednosti | Tipični scenariji primjene |
| FeSi45 | Niska cijena, umjereno talište, dobra obradivost | Prikladno za općenito lijevanje, proizvodnju čelika s-niskim zahtjevima i proizvodnju glavnih legura |
| FeSi65 | Uravnoteženi omjer troškova-učinkovitosti, umjerena učinkovitost deoksidacije | Opća proizvodnja čelika, konvencionalno lijevanje, modifikacija legura |
| FeSi75 | Jaka deoksidacija, izvrsna rafiniranost zrna, visoka čistoća | Visoko{0}}kvalitetni čelik, precizno lijevanje, redukcijsko sredstvo za taljenje magnezija |
| FeSi90 | Visoka tvrdoća, izuzetno jaka redukcijska svojstva, niske nečistoće | Vrhunske-legure, elektronički materijali, pomoćne sirovine za poluvodiče |
