فروسیلیس چیست؟ معرفی انواع فروسیلیس

فروسیلیس چیست و چه کاربردهایی دارد؟ فروسیلیس (FeSi) یا فروسیلیسیوم، فرو آلیاژی از آهن و سیلیسیم (۱۵تا ۹۰ درصد) است که نقطه ذوب حدود ۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد با نقطه جوش ۲۳۵۵ درجه سانتیگراد دارد. این فروآلیاژ نقش مهمی در صنعت فولاد ایفا می‌کند. به طوری که هم به عنوان یک اکسیژن‌زدا در تولید فولاد موثر است و هم خاصیت ارتجاعی و مغناطیسی فولاد را افزایش می‌دهد. در این مقاله به موضوع فروسیلیس چیست می‌پردازیم. برای خواندن ادامه مقاله، مجله کارآهن را دنبال کنید.

فروسیلیس

فروآلیاژ فروسیلیس در تولید فولاد به عنوان یک اکسیژن‌زدا عمل می‌کند. همچنین در ریخته‌گری باعث محکم‌تر و سخت‌تر شدن فولاد می‌شود. در ضمن این فروآلیاژ خاصیت ارتجاعی و مغناطیسی فولاد را افزایش می‌دهد.

فروسیلیس چیست؟

این ماده یک فروآلیاژ یا آلیاژی از آهن و سیلیسیم است. میانگین محتوای سیلیسیم بین ۱۵ تا ۹۰ درصد وزنی متغیر است و حاوی نسبت بالایی از سیلیسیدهای آهن در ترکیب شیمیایی خود دارد. فروسیلیس از احیای سیلیس یا ماسه با کک در مجاورت آهن تولید می‌شود.

بیشتر بخوانید: لیست تفاوت فولاد آلیاژی و فولاد ضد زنگ + جدول

مزایای فروسیلیس چیست؟

وقتی به این پرسش می‌رسیم که فروسیلیس چیست، باید بدانید که این فروآلیاژ دارای مزایای خوبی است که در ادامه به آن اشاره می‎کنیم:

• مقاومت سایشی خوب
• مقاومت بالا در برابر خوردگی
• وزن مخصوص بالا
• درصد مغناطیسی بالا
• هزینه کم

روش تولید فروسیلیس چیست؟

فروسیلیس، که معمولا به اختصار FeSi نامیده می‌شود، یک آلیاژ آهن- سیلیسیم است که نسبت کمتری از عناصر دیگر را در خود دارد. محبوب‌ترین گرید فروسیلیس‌ها حاوی ۷۵ درصد وزنی سیلیسیم (FeSi 75) است، اما مقدار آن بسته به کاربرد می‌تواند از ۱۵ تا ۹۰ درصد وزنی متغیر باشد.

فروسیلیس با بالاترین کیفیت در کوره قوس الکتریکی با احیای سیلیس با کک در حضور آهن (معمولا ضایعات فولادی یا سنگ آهن) ساخته می‌شود. همچنین فروسیلیس‌ها معمولا به شکل توده‌های براق و خاکستری فلزی است اما به صورت بریکت های از پیش ساخته شده نیز وجود دارد.

در تولید فرو آلیاژهای سیلیسیم از کربن برای حذف اکسیژن موجود در سیلیس استفاده می‌شود. به طوری که در این فرآیند دی اکسید کربن آزاد می‌گردد. دمای بالای مورد نیاز برای تولید فروسیلیس‌ها موجب شده تا این محصول انرژی زیادی مصرف کند.

انواع فروسیلیس چیست؟

فروسیلیس اغلب بسته به کاربرد، به انواع مختلفی طبقه‌بندی می‌شود که عبارتند از:

۱- فروسیلیس کم کربن: برای جلوگیری از ورود مجدد کربن در طول ساخت فولاد ضد زنگ و فولاد الکتریکی استفاده می‌شود.

۲- فروسیلیس با تیتانیوم کم (و خلوص بالا): برای جلوگیری از قلع و TiC در فولاد استفاده می شود.

۳- فروسیلیس با آلومینیوم کم: برای جلوگیری از تشکیل اجزاء سخت Al2O3 و Al2O3-CaO در طیف وسیعی از انواع فولاد استفاده می‌شود.

۴- فروسیلیس ویژه: یک اصطلاح کلی که طیف وسیعی از محصولات سفارشی حاوی عناصر آلیاژی دیگر را پوشش می‌دهد.

ترکیب شیمیایی فروسیلیس چیست؟

جدول زیر ترکیب شیمیایی فروسیلیس (FeSi) را نشان می‌دهد.

جدول ترکیب شیمیایی فروسیلیس
عنصر شیمیایی	درصد
سیلیسیم	۷۴ تا ۷۸
آهن	۲۱.۳۲
آلومینیوم	۰.۵۰
کربن	۰.۰۵۰
گوگرد	۰.۰۰۳۰
فسفر	۰.۰۲۰

مشخصات فیزیکی فروسیلیس چیست؟

جدول زیر به خواص فیزیکی فروسیلیس چیست می‌پردازد.

جدول خواص فیزیکی فروسیلیس
ویژگی	مقدار	درصد
چگالی	۳.۲۰ g/cm3	۰.۱۱۶ lb/in3
نقطه ذوب	۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتی گراد	۲۱۹۲ تا ۲۲۸۲ درجه فارنهایت
نقطه جوش	۲۳۵۵ درجه سانتی گراد	۴۲۷۱ درجه فارنهایت

کاربرد فروسیلیس چیست؟

مهم‌ترین کاربردهای فروسیلیس‌ها عبارتند از:

• به عنوان منبع سیلیسیم برای کاهش فلزات از اکسیدهای آن‌ها و اکسیدزدایی فولاد و سایر آلیاژهای آهنی استفاده می‌شود.
• در تولید فروآلیاژها کاربرد دارد.
• در ساخت سیلیسیم استفاده می‌شود.
• در ساخت الکترو موتورها و هسته‌های ترانسفورماتور کاربرد دارد.
• در ساخت چدن کاربرد دارد. این فروآلیاژ برای تلقیح آهن در تسریع گرافیت شدن استفاده می‌شود.
• ساخت پیش آلیاژهایی مانند فروسیلیس منیزیم که برای اصلاح آهن مذاب استفاده می‌شود.
• به عنوان یک افزودنی به انواع چدن برای کنترل محتوای اولیه سیلیسیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• در صنعت ذوب فولاد، ریخته‌گری، فرآوری مواد معدنی و … کاربرد دارد.
• در فرآیند Pidgeon برای تولید منیزیم از دولومیت استفاده می‌شود.
• در جداسازی و اتمیزه کردن سوخت مایع سنگین کاربرد دارد.
• در صنایع ریخته‌گری، ذوب و متالورژی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• برای تولید سیلیسیم خالص نیمه هادی در صنعت برق و سیلیسیم مس در صنایع شیمیایی کاربرد دارد.
• در صنعت جوشکاری برای تولید الکترود گرافیتی و پوشش‌دهی سیم جوش کاربرد دارد.
• در ماشین‌کاری و ساخت قطعات فلزی استفاده می‌شود.

کاربرد فروسیلیس در فولادسازی

از فروسیلیس‌ها در فولادسازی برای موارد زیر استفاده می‌شود:

۱- عملکرد محصول: فروسیلیس روشی مناسب برای افزودن سیلیسیم به عنوان یک عنصر آلیاژی برای بهبود خواص مختلف فولاد نهایی استفاده می‌شود.

۲- کاهش سرباره: در ساخت فولادهای زنگ نزن، وجود سیلیسیم، اکسیدهای کروم را در مذاب کاهش می‌دهد و بازیابی کروم فلزی را بهبود می‌بخشد.

۳- اکسید زدایی: فروسیلیس باعث حذف سریع اکسیژن از مذاب می‌شود. بنابراین از حضور اکسیدهای در آلیاژ جلوگیری می‌کند.

۴- سوخت: برخی از کارخانه‌های فولادی؛ فروسیلیس را به مذاب اضافه می‌کنند تا بتوان آن را سوزاند و از این طریق، گرما به کوره وارد شود. درنتیجه هزینه انرژی را کاهش دهند.

بیشتر بخوانید: صفر تا ۱۰۰ میلگرد آلیاژی و کاربردهای آن

آیا فروسیلیس قابل اشتعال است؟

فروسیلیس اشتعال‌زا نیست. با این حال، مواد مرطوب اضافه شده به فروسیلیس مذاب داغ ممکن است به دلیل تشکیل گاز هیدروژن قابل اشتعال، باعث انفجار شود. بنابراین ذرات فروسیلیس ممکن است تحت شرایط خاصی باعث انفجار گرد و غبار گردد.

تفاوت سیلیسیم و فروسیلیس چیست؟

فلز سیلیسیم برای تولید آلیاژهای آلومینیوم و به عنوان ماده اولیه در ساخت سیلیسیم و پلی سیلیسیم کاربرد دارد. در حالی که فروسیلیس، برای فولاد، ریخته‌گری آهن و منیزیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تقاضا برای فروسیلیس چقدر است؟

پیش‌بینی می‌شود که بازار فروسیلیس از ۱۰.۹ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۳ به ۱۲.۹ میلیارد دلار تا سال ۲۰۲۸ برسد. در ادامه پاسخ به این پرسش که  فروسیلیس چیست، باید اشاره کنیم فروآلیاژ فروسیلیس به عنوان یک جزء حیاتی در بخش‌های مختلف صنعتی، به ویژه صنعت فولاد و آهن عمل می‌کند.

بیشتر بخوانید: برای مشاوره خرید و جدیدترین قیمت آهن‌آلات، به وب سایت کارآهن مراجعه کنید

کلام آخر

در این مقاله به موضوع فروسیلیس چیست پرداختیم. فروسیلیس از ترکیب سیلیس و آهن به همراه مقداری آلومینیوم، کربن، گوگرد و فسفر تشکیل می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره فروسیلیس، با کارشناسان کارآهن تماس بگیرید. گروه کارشناسان وب سایت کارآهن آماده پاسخگویی به سوالات شما عزیزان هستند.

سوالات متداول