خواص شیمی فیزیکی فروسیلیسیم

سیلیسیم فلزی با جرم اتمی ۲۸/۰۸۶، دانسیته ۲/۳۷g/cm3، نقطه ذوب ۱۴۱۴ درجه سانتی گراد و نقطه جوش ۲۲۸۷ درجه سانتی گراد می باشد و در خواص الکتریکی نیمه رساناست.

سیلیسیم با اکسیژن واکنش کرده و سیلیسی SiO2 را شکل می دهد که نقطه ذوب آن ۱۷۱۰ درجه سانتی گراد می باشد و می تواند به شکل های کوارتز، تری دیمیت، کریستوبالیت و سیلیس شیشه ای باشد.

سیلیسم می تواند با هر نسبتی با آهن ترکیب شده و یک سری از سیلیسیدهای آهن را شکل دهد. نقطه ذوب گریدهای فروسیلیسیم از ۱۳۳۰ درجه سانتی گراد تجاوز نمی کند.

فروسیلیسیم برای اکسیژن زدایی و آلیاژسازی فولاد مصرف می شود.

سیلیسیم سختی، استحکام نهایی، حدالاستیک و تنش تسلیم و مقاومت به اکسیداسیون فولاد را افزایش اما داکتیلیته را کاهش می دهد. فولادهای سیلیسیم دار بطور گسترده ای برای تولید فنرها و قطعات مشابه بکار می رود.

مواد خام در تولید فروسیلیسیم

ترکیبات کانه ای شارژ برای تولید فروسیلیسیم کانه هایی مثل کوارتز، کوارتزیت و سنگ عقیق هستند که مقدار بالایی سیلیسی دارند. اکسیدهای آلومینیم و فسفر ناخالصیهای مضر در شارژ هستند.

بهترین احیاء کننده زعال چوب و کک هستند. ماده ای که معمولترین مصرف را برای تولید فروسیلیسیم دارد نرمه کک می باشد یعنی نرمه هایی که از الک کوره بلند باقی مانده است. عیب بزرگ نرمه کک مقدار بالای رطوبت است.

دیگر ماده مصرفی در تولید فروسیلیسیم براده های فولاد کربنی است که مقدار کمی فسفر داشته و محتوی هیچ افزودنی آلیاژی یا ماده غیرآهنی نمی باشد. براده های ریز بهترین انتخاب می باشد.

شرایط شیمی فیزیکی فرایند و روش ذوب

شرایط شیمی فیزیکی فرایند 

در یک مذاب فروسیلیسیم، آهن، سیلیسیم احیاء شده را حل کرده و آن را از ناحیه واکنش دفع می کند و لذا باعث پیشرفت واکنش می شود.تحت شرایط احیایی مقدار زیادی از فسفر شارژ و خاکستر به ذوب وارد می شود و این در حالی است که گوگرد به شکل SiS2 بخار می شود.

دمای ذوب سرباره ۱۷۰۰-۱۶۵۰ درجه سانتی گراد است یعنی به اندازه کافی پایین که باعث سرباره سازی کوره شود. در عمل، تلاش در جهت کار با کوارتزیت غنی از سیلیس و احیاء کننده کم خاکستر است تا حجم سرباره با این ترکیب به حداقل برسد.

کوره های فروسیلیسیم

فروسیلیسیم در کوره های سه فازی از نوع بسته یا چرخشی استفاده می شود. وسط پایین تر دیواره یک کوره با بلوکهای کربنی و قسمت بالاتر دیواره ها با آجر نسوز چیده می شود.

برای گرم کردن کوره نوچین، کوره با شارژی برای تولید فروسیلیسیم ۴۵% پر می شود و به تدریج سطح شارژ و توان ولتاژ اعمالی زیاد می شود. شرایط عملیات عادی ۲-۲/۵ روز بعد از شروع شارژ حاصل می شود. فرایند تولید فروسیلیسیم، سرباره کمی تولید می کند که همراه با ذوب از یک مجرا تخلیه می شود.