راهکارهای افزایش کیفیت فروسیلیس تولیدی

امروزه یکی از پرکاربردترین فروآلیاژهایی که در صنعت تولید، بیشترین کاربرد را دارد، فروسیلیس با فرمول شیمیایی FeSi است. این فروآلیاژ یکی از ضروری‌ترین مواد برای صنعت فلز بوده و کاربرد اصلی آن برای اکسید زدایی و پالایش فلزات آهنی و غیرآهنی است. ساختار اولیه فروسیلیس از آلیاژ آهن به همراه افزودنی‌هایی همچون منگنز، پتاسیم، مولیبدن و … بوده که البته کیفیت نهایی فروسیلیس هم به این افزودنی بستگی دارد. 

تولید فروسیلیس در دستگاه و کوره‌های مخصوصی انجام می‌شود. یکی از موارد بسیار مهم و حائز اهمیت، کیفیت فروسیلیس تولیدی است. راهکارهای زیادی در خصوص افزایش کیفیت فروسیلیس وجود دارد. در این مقاله قصد داریم تا در مورد فروسیلیس و همچنین افزایش کیفیت آن بیشتر صحبت کنیم.

فروسیلیس چیست و چه کاربردی دارد؟

یکی از فروآلیاژهای مهم صنعت، فروسیلیس است که درصد خلوص سیلیس در آن بسیار بالا است. به همین منظور برای افزایش سیلیس، این ماده را به مواد مذاب اضافه می‌کنند. فروسیلیس‌ها درجه بندی‌های مختلفی دارند که با توجه به میزان خلوص و سایز آن، از یکدیگر متمایز می‌شوند. هرچه مقدار سیلیس و دیگر عناصر در این فروآلیاژ بیشتر یا کمتر باشد، درجات خلوص هم به تبع آن تغییر می‌کند.

همانطور که آهن هم از سنگ آهن یا ضایعات فولادی به دست می‌آید، سیلیس هم در ساختار اولیه آن از کلوخه‌های کوارتزیت استفاده می‌شود. یعنی ساختار اصلی فروسیلیس از کوارتزیت است. به طور کلی فروسیلیس‌ها‌ در صنعت، کاربرد بسیار زیادی دارند و جزو فروآلیاژهای بسیار مفید به شمار می‌روند. در صنایع فولاد، ریخته گری و دیگر تولیدات صنعتی وجود فروسیلیس‌‌ها اهمیت بسیار زیادی دارد. کاربرد این ماده با توجه به درجات و خلوص آن قابلیت تغییر دارد.

انواع فروسیلیس‌ها با توجه به خلوص و کیفیت

1. فروسیلیس‌هایی با خلوص استاندارد
2. فروسیلیس‌هایی با گرید آلومینیوم پایین
3. فروسیلیس‌هایی با گرید کربن پایین
4. فروسیلیس‌هایی با گرید و خلوص بالا شامل تیتانیوم

کیفیت فروسیلیس‌های استاندارد، به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که این فروسیلیس‌ها حدود دو درصد آلومنیوم دارند. این در حالی است که فروسیلیس‌هایی که گرید آلومینیوم پایینی دارند، تنها میزان ۰/۵ درصد آلومینیوم دارند که این امر بر کیفیت آن تاثیر زیادی می‌گذارد. 

بالاترین کیفیت و بیشترین فروسیلیس مربوط به فروسیلیس‌هایی با درصد بیشتر از 75 است. در درجات بعدی، کیفیت و خلوص فروسیلیس‌ها توسط دیگر عناصر جزئی تعیین می‌شود. پس می‌توان به طور کلی گفت که بیشترین و رایج‌ترین خلوص مورد استفاده، فروسیلیس 75 درصد است. این فروسیلیس یک کیفیت کاملا تضمینی و بالا دارد. همچنین فرو سیلیس‌هایی که دارای میزان کنترل‌ شده‌ای از عناصر جزئی و فرعی هستند، دارای مقدار کافی فولاد و آهن ریخته‌گری هستند که این مواد، مواد افزودنی به شمار می‌روند. این نوع فروسیلیس‌ها دارای عناصر جزئی و کنترل شده‌ای به نام inculcate هستند.

برای مشاهده قیمت روز فروسیلیس روی لینک کلیک کنید.

فروسیلیس‌های باکیفیت چه ویژگی‌هایی دارند؟

• مقاومت بالا در برابر خوردگی: فروسیلیس‌های باکیفیت به دلیل وجود بالای سیلیسیم، مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند و به همین دلیل طول عمر قطعات و تجهیزات آنها هم بالاتر می‌رود. بنابراین از مهم‌ترین ویژگی‌های یک فروسیلیس خوب، مقاومت بالا در برابر خوردگی است.
• پایداری حرارتی بالا: فروسیلیس‌ها در دمای بسیار بالا، پایداری حرارتی مناسبی دارند و قابلیت مقابله با حرارت و دمای بسیار بالا را دارند. 
• راندمان بالا: یک فروسیلیس با کیفیت، به عنوان یک ماده آلیاژی موجب افزایش راندمان در تولید فولاد می‌شود. با افزودن مقدار مشخصی از فروسیلیس به آهن مذاب، بازدهی فرآیند تولید فولاد تا حد زیادی افزایش پیدا می‌کند.
• افزایش مقاومت و سختی ماده: با افزودن فروسیلیس به آلیاژها، سختی و مقاومت این ماده تا حد بسیار زیادی افزایش پیدا می‌کند. این ویژگی موجب می‌شود تا از فروسیلیس در تولید قطعات فولادی استفاده شود.

روش تولید فروسیلیس با کیفیت چگونه است؟

افزایش کیفیت فروسیلیس تولیدی کار آسانی نیست. برای این کار به راهکارها و تجهیزات به روز و جدیدی نیاز است. برای تولید فروسیلیس با کیفیت ابتدا به کوره‌ای با دمای بسیار بالا نیاز است. البته گاهی اوقات از برخی کوره‌های قوس الکتریکی یا کوره القایی هم برای تولید فروسیلیس استفاده می‌شود. مواد اولیه نسبت به مواد مورد نیاز در کوره شارژ می‌شود. همه این مواد زمانی که در کوره قرار گرفتند، ذوب می‌شوند.

پس از این مرحله یک ترکیب کاملا مذاب تشکیل شده که به وسیله یک ابزار مخصوص به نام کجاری، به بیرون از کوره هدایت می‌شود. این مواد مذاب به واحد ریخته گری انتقال پیدا می‌کند. در واحد ریخته گری، فروسیلیس مذاب به طور کامل قالب بندی می‌شود و پس از سرد شدن توسط دستگاه‌های سنگ شکن، قطعه قطعه می‌شود.

برای تولید فروسیلیس در کیفیت بالا، مواد حامل آهن و برخی مواد احیاکننده مشارکت دارند. کوارتز و کوارتزیت مهم‌ترین منابعی هستند که برای افزایش کیفیت فروسیلیس استفاده می‌شوند. عملیات احیای فروسیلیس در کوره‌ها‌ توسط موادی همچون کربن انجام می‌شود. تمامی این کربن‌ها توسط کک یا زغال سنگ تامین می‌شود.

یکی از نکات مهم که در تولید فروسیلیس با کیفیت باید به آن توجه داشته باشید، بدون سرباره بودن ترکیب آن است. سرباره به ترکیب‌هایی گفته می‌شود که برای جداکردن مواد مختلف از هم به کار گرفته می‌شود. همه موادی که در تولید فروسیلیس به کار گرفته می‌شوند، به عنوان مواد اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. می‌توان فرآیند تولید این مواد را بدون سرباره در نظر گرفت. همچنین بهتر است که از موادی با درجه خلوص بالا برای تولید فروسیلیس استفاده کرد.

برای ارتباط با تولیدکنندگان و فروشندگان انواع فروسیلیس روی لینک کلیک کنید.

راهکارهای افزایش کیفیت فروسیلیس تولیدی

برای افزایش کیفیت فروسیلیس تولیدی از سه مواد حامل سیلیسیم، مواد احیا کننده و مواد حامل آهن استفاده می‌شود. در فرآیند تولید که یک فرآیند بدون سرباره است تمامی این مواد به عنوان متریال و مواد اولیه وارد محصول می‌شوند. در نتیجه استفاده از این مواد، درجه خلوص و کیفیت فروسیلیس تا حد زیادی افزایش پیدا می‌کند. در ادامه به بررسی راهکارهای افزایش کیفیت فروسیلیس می‌پردازیم.

• مواد حامل سیلیسیم

منابع اصلی برای تامین سیلیسیم، عناصری همچون کوارتز و کوارتزیت هستند. بیش از نود و هفت درصد ترکیب این کانی‌ها را سیلیس تشکیل می‌دهد. برای حذف ناخالصی‌های فروسیلیس و مواد ریز، باید مخلوط اولیه را کاملا شست‌وشو دهید. دانه بندی مناسب برای فرآوری کوارتز چیزی حدود ۱۵-۱۰۰ میلی‌متر است.

• مواد احیا کننده

برای افزایش کیفیت فروسیلیس، احیای این مواد در کوره و توسط کربن انجام می‌شود. برای تامین منبع کربن مورد نیاز عنصر فروسیلیس، از ترکیباتی همچون زغال سنگ، کم، آنتراسیت و زغال قهوه‌ای استفاده می‌شود. مواد کربنی که برای افزایش کیفیت و احیا استفاده می‌شوند، باید ویژگی‌های زیر را داشته باشد:

• میزان خاکستر کربن کم باشد، در غیر اینصورت ناخالصی مواد افزایش پیدا می‌کند و کیفیت آن کم می‌شود.
• استحکام مکانیکی و حرارتی کربن تا حد زیادی بالا باشد تا در حین جابجایی و شارژ کوره دچار خوردگی نشود.
• مقاومت الکتریکی آن تا حد زیادی بالا باشد تا بازدهی کوره افزایش پیدا کند.
• واکنش پذیری بالا هم از مهم‌ترین ویژگی این کربن‌ها است تا از تلفات سیلیسیم جلوگیری شود.

• مواد حامل آهن برای تامین آهن مورد نیاز برای تولید یک فروسیلیس باکیفیت، ضروری است که از مواد حامل آهن استفاده شود. مواد حامل آهن باید ناخالصی بسیار پایینی داشته باشند تا محصول نهایی در عین کیفیت بسیار بالا، ناخالصی کمی داشته باشد. برای این کار موادی همچون سنگ آهن با خلوص بالا، براده تراشکاری، گندله، قراضه آهن و … به عنوان منبع تامین آهن استفاده می‌شود.

برای مشاهده انواع فروسیلیس روی لینک کلیک کنید.

عواملی که بر کیفیت فروسیلیس موثر است، کدام‌اند؟

ناخالصی‌های فروسیلیس عمدتا به دلیل وجود موادی همچون کک نفتی در آن است. کوره‌های حرارتی معمولا شرایطی را ایجاد می‌کنند تا دما تا حد بسیار زیادی افزایش پیدا کند، در نتیجه شرایط حرارتی و مکانیکی برای تولید اکسیدهایی همچون اکسید فروسیلیس فراهم می‌شود. اکسیدهای آلومینیوم موجود در مواد خام به فروسیلیس کاهش پیدا می‌کنند و مقداری از بقیه به سرباره می‌رود. در تولید فروسیلیس 75، محتوای آلومینیوم بین ۱/۵ نا ۲/۵ درصد است.  استفاده از فناوری پالایش فروسیلیس می‌تواند محتوای آلومینیوم در فروسیلیس را کاهش دهد که می‌توان آن را تا حدودی همچون 0.1 درصد کاهش داد تا فروسیلیس تولید شده، آلومینیوم بسیار کمی داشته باشد. عوامل مؤثر بر کیفیت فروسیلیس در تولید فروآلیاژ متنوع است، بنابراین عامل اجتناب ناپذیر تاثیرگذار بر کیفیت فروسیلیس مواد اولیه است.

سخن پایانی در خصوص افزایش کیفیت فروسیلیس

در این مقاله در خصوص نحوه افزایش کیفیت و عوامل موثر بر آن صحبت کردیم. به طور کلی صنعت فولاد یکی از صنایع مهم در جهان است که فروسیلیس هم بخش جدایی ناپذیر آن است. با استفاده از فرآیندهای شیمیایی، فلزات از سنگ‌های معدنی استخراج می‌شوند و سپس به صورت آلیاژهای مختلف تبدیل می‌شود که یکی از آلیاژهای بسیار مهم فروسیلیس است. عواملی همچون مواد احیا کننده، مواد حامل آهن و مواد حامل سیلیسیم در کیفیت فروسیلیس‌ها تاثیر گذار هستند که اگر از هر کدام به اندازه استفاده شود، فروسیلیس کیفیت بسیار بالایی پیدا می‌کند.

برای مشاهده لیست قیمت روز خرید و فروش فروسیلیس روی لینک کلیک کنید.