การใช้เฟอร์โรซิลิกอนและซิลิโคแมงกานีสในการผลิตเหล็ก: การดีออกซิเดชั่น การผสมและการรีดิวซ์

เฟอร์โรซิลิกอนและซิลิโคแมงกานีส: โลหะผสมเทียมสองตัว

เฟอร์โรซิลิกอนและซิลิโคแมงกานีสเป็นโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอยด์ที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุดในการผลิตเหล็ก และทั้งสองชนิดเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการนี้ หน้าที่หลักของพวกเขาคือการทำหน้าที่เป็นสารกำจัดออกซิไดซ์และสารผสม โดยจะกำจัดออกซิเจนและซัลเฟอร์ส่วนเกินออกจากเหล็กหลอมเหลว และปรับเคมีเพื่อให้เหล็กสำเร็จรูปมีคุณสมบัติทางกลและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

รูปแบบการบริโภคมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากซิลิโคแมงกานีสทั้งกำจัดออกซิไดซ์ความร้อนและเพิ่มปริมาณแมงกานีสในเหล็ก ซึ่งเพิ่มความแข็งแรง จึงมีการใช้ส่วนแบ่งที่เพิ่มขึ้นของหน้าที่กำจัดออกซิเดชันเมื่อเทียบกับเฟอร์โรซิลิกอน เฟอร์โรซิลิคอนยังคงจำเป็นสำหรับการผสมซิลิกอน สำหรับเกรดเหล็กที่ถูกฆ่าด้วยซิลิคอน และสำหรับการถลุงโลหะแมกนีเซียม

เกรดและข้อมูลจำเพาะทั่วไป

เกรดเฟอร์โรซิลิกอนตั้งชื่อตามปริมาณซิลิคอน ดังนั้น FeSi75 จึงมีซิลิคอนประมาณ 75% เกรดซิลิโคแมงกานีสได้รับการตั้งชื่อตามปริมาณแมงกานีสและซิลิคอนรวมกัน ดังนั้น SiMn 6517 จึงกำหนดเป้าหมายแมงกานีส 65% และซิลิคอน 17% ทั้งสองตระกูลจัดส่งเป็นก้อนสีเทา และสามารถบดและคัดกรองทั้งสองได้เมื่อต้องใช้เศษผงที่ละเอียดกว่าในการเติมทัพพี ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำในการชั่งน้ำหนักและความเร็วในการละลาย

ใช้เป็นสารกำจัดออกซิไดซ์

การผลิตเหล็กเป็นกระบวนการที่เหล็กหลอมละลายถูกแยกส่วนและกำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย เช่น ฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์ โดยการเป่าออกซิเจนหรือโดยการเติมสารออกซิแดนท์ ในระหว่างการเปลี่ยนจากเหล็กพิกเป็นเหล็กกล้า ปริมาณออกซิเจนในอ่างจะเพิ่มขึ้น และออกซิเจนนั้นจะปรากฏเป็นเหล็กออกไซด์ในเหล็กหลอมเหลว หากมีออกซิเจนส่วนเกินเหลืออยู่ในเหล็ก ความร้อนจะไม่สามารถถูกหล่อหลอมเป็นแท่งเสียงได้ และคุณสมบัติทางกลจะไม่ถึง

วิธีแก้ไขคือเพิ่มธาตุที่มีความสัมพันธ์กับออกซิเจนมากกว่าธาตุเหล็กและออกไซด์ถูกขับเข้าไปในตะกรันได้ง่าย จัดอันดับจากอ่อนไปแรง ความสัมพันธ์ขององค์ประกอบทั่วไปสำหรับออกซิเจนในเหล็กหลอมเหลว ได้แก่ โครเมียม แมงกานีส คาร์บอน ซิลิคอน วาเนเดียม ไทเทเนียม โบรอน อะลูมิเนียม เซอร์โคเนียม และแคลเซียม ลำดับดังกล่าวเป็นสาเหตุว่าทำไมโลหะผสมเหล็กที่มีซิลิคอน แมงกานีส อลูมิเนียม และแคลเซียมเป็นส่วนประกอบมาตรฐานในการผลิตเหล็ก และเหตุใดเฟอร์โรซิลิคอนและซิลิโคแมงกานีสจึงถูกอัดประจุในเกือบทุกความร้อน

ใช้เป็นตัวแทนโลหะผสม

องค์ประกอบโลหะผสมไม่เพียงแต่ช่วยลดปริมาณสิ่งเจือปนในเหล็กเท่านั้น แต่ยังปรับองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติอีกด้วย ธาตุผสมในชีวิตประจำวัน ได้แก่ ซิลิคอน แมงกานีส โครเมียม โมลิบดีนัม วาเนเดียม ไทเทเนียม ทังสเตน โคบอลต์ โบรอน และไนโอเบียม เหล็กที่มีองค์ประกอบโลหะผสมต่างกันและในปริมาณต่างกัน มีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเกรดเหล็กจึงถูกเขียนตามข้อกำหนดโลหะผสม ซิลิคอนช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานไฟฟ้า และจำเป็นในหม้อแปลงไฟฟ้าและเหล็กสปริง แมงกานีสช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งและความแข็งแรงและรวมกับกำมะถันเพื่อควบคุมผลที่เป็นอันตราย

ใช้เป็นตัวแทนรีดิวซ์

เฟอร์โรซิลิกอนทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ในการผลิตเฟอร์โรอัลลอยอื่นๆ รวมถึงเฟอร์โรโมลิบดีนัมและเฟอร์โรวานาเดียม

โลหะผสมซิลิคอนโครเมียมถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์สำหรับการกลั่นเฟอร์โรโครมคาร์บอนปานกลางและคาร์บอนต่ำ

ซิลิโคแมงกานีสใช้ในลักษณะเดียวกันในการกลั่นเฟอร์โรแมงกานีสที่มีคาร์บอนปานกลางและคาร์บอนต่ำ

เฟอร์โรซิลิกอนยังทำหน้าที่เป็นรีดักแทนท์ในการผลิตซิลิโคเทอร์มิกของโลหะแมกนีเซียม ซึ่งเป็นช่องทางที่แยกจากกันและมีความสำคัญสำหรับโลหะผสม

การเลือกระหว่างเฟอร์โรซิลิกอนและซิลิโคแมงกานีส

เลือกซิลิโคแมงกานีสเมื่อความร้อนต้องการการกำจัดออกซิเดชั่นและการเติมแมงกานีสในเวลาเดียวกัน

เลือกเฟอร์โรซิลิกอนเมื่อเป้าหมายคือโลหะผสมซิลิกอน เหล็กที่ถูกฆ่าด้วยซิลิคอน หรือหน้าที่ลดขนาดในกระบวนการเฟอร์โรอัลลอยด์ขั้นปลาย

กำหนดขนาดให้ตรงกับจุดเติม: ก้อนหยาบสำหรับการชาร์จเตาหลอม, เม็ดที่ผ่านการคัดกรองแล้วสำหรับการตัดทัพพี

ควบคุมคาร์บอนและฟอสฟอรัสตามข้อกำหนดเพราะสารตกค้างเหล่านั้นจะผ่านเข้าไปในเหล็ก

ขอการวิเคราะห์ล็อตและเก็บไว้ในบันทึกความร้อน เพื่อให้สามารถตรวจสอบสมดุลการเกิดออกซิเดชันได้หากการหล่อไม่ผ่านการทดสอบ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: การใช้งานหลักของเฟอร์โรซิลิคอนและซิลิโคแมงกานีสคืออะไร?
ทั้งสองส่วนใหญ่ใช้เป็นสารกำจัดออกซิไดซ์และสารผสมในการผลิตเหล็ก โดยจะกำจัดออกซิเจนและซัลเฟอร์ส่วนเกินออกจากเหล็กหลอมเหลว และปรับองค์ประกอบทางเคมีเพื่อให้ได้เกรดที่ต้องการ

ถาม: เหตุใดซิลิโคแมงกานีสจึงแทนที่เฟอร์โรซิลิคอนในการดีออกซิเดชัน
เนื่องจากซิลิโคแมงกานีสกำจัดความร้อนและเพิ่มแมงกานีสในเวลาเดียวกัน ทำให้เหล็กมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น ดังนั้นสัดส่วนปริมาณของซิลิโคแมงกานีสในฐานะสารต้านอนุมูลอิสระจึงเพิ่มขึ้นสูงกว่าเฟอร์โรซิลิกอน

ถาม: องค์ประกอบใดมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนมากกว่าเหล็ก
จัดอันดับจากอ่อนไปแรง: โครเมียม แมงกานีส คาร์บอน ซิลิคอน วานาเดียม ไทเทเนียม โบรอน อลูมิเนียม เซอร์โคเนียม และแคลเซียม โลหะผสมเหล็กที่มีซิลิคอน แมงกานีส อลูมิเนียม และแคลเซียมเป็นหลักจึงถูกนำมาใช้ในการดีออกซิเดชัน

ถาม: ชื่อชั้นหมายถึงอะไร?
FeSi75 หมายถึงเฟอร์โรซิลิคอนที่มีซิลิคอนประมาณ 75% SiMn 6517 หมายถึง ซิลิโคแมงกานีสที่มีแมงกานีสประมาณ 65% และซิลิคอน 17% เกรดซิลิคอนที่สูงกว่าโดยทั่วไปจะมีราคาสูงกว่า

ถาม: สามารถใช้เฟอร์โรซิลิคอนภายนอกการผลิตเหล็กได้หรือไม่
ใช่. เฟอร์โรซิลิคอนเป็นสารรีดิวซ์สำหรับการผลิตเฟอร์โรโมลิบดีนัม เฟอร์โรวานาเดียม และโลหะผสมอื่น ๆ และยังใช้ในการหลอมโลหะแมกนีเซียมอีกด้วย

Q: ควรสั่งไซส์อะไร?
ก้อนขนาด 10 - 50 มม. เหมาะกับการชาร์จเตาหลอม ในขณะที่เม็ดและผงที่ผ่านการคัดกรองจะละลายอย่างรวดเร็วในทัพพี และให้ปริมาณที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย