ما هو الفيروسيليكون؟
الفيروسيليكون (FeSi)عبارة عن سبيكة من الحديد والسيليكون يتم إنتاجها عن طريق اختزال السيليكا بمواد كربونية في فرن القوس المغمور. يتم استخدامه بشكل أساسي في صناعة الفولاذ كمزيل للأكسدة ومضاف لسبائك السيليكون. كما أنه بمثابة مصدر للسيليكون في إنتاج الحديد الزهر، وصهر المغنيسيوم والعمليات المعدنية الأخرى.
وتشمل الدرجات التجارية FeSi45، FeSi65، FeSi72 وFeSi75. اعتمادًا على عملية الإنتاج والتطبيق، يتم توفير الفيروسيليكون على شكل كتل أو حبيبات أو مسحوق أو قوالب.
يعتمد اختيار الفيروسيليكون على أكثر من محتواه الاسمي من السيليكون. يؤثر التركيب الكيميائي وحدود الشوائب وحجم الجسيمات وطريقة الإضافة واسترداد السيليكون على أدائه في عملية الإنتاج. إن فهم هذه العوامل يساعد صانعي الصلب والمسابك ومشتري المعادن على اختيار الدرجة المناسبة وشكل المادة.
جدول المحتويات
التركيب الكيميائي ودرجات الفيروسيليكون
المكونات الرئيسية للفيروسيليكون هي السيليكون والحديد. يتم تحديد درجته التجارية في المقام الأول من خلال محتوى السيليكون الاسمي، في حين يتم التحكم في الألومنيوم والكالسيوم والكربون والفوسفور والكبريت وفقًا لمواصفات المنتج المطبقة.
تؤثر محتويات السيليكون المختلفة على كمية السبائك المطلوبة لتحقيق مستوى السيليكون المستهدف في الفولاذ المنصهر. توفر درجة السيليكون الأعلى عمومًا المزيد من السيليكون لكل طن من السبائك، في حين يمكن اختيار درجة سيليكون أقل عندما تتطلب العملية اختزالًا مختلفًا أو توازن صناعة السبائك.
| درجة | المحتوى الاسمي Si | التطبيقات النموذجية | اعتبارات الشراء الرئيسية |
|---|---|---|---|
| FeSi45 | 45% | تطبيقات مختارة لتخفيض المعادن وصناعة السبائك | استخلاص السيليكون ومحتوى الحديد وحدود الشوائب |
| FeSi65 | 65% | تطبيقات صناعة الصلب والمسبك | محتوى Si وحدود Al وكفاءة الإضافة |
| FeSi72 | 72% | إزالة الأكسدة العامة لصناعة الصلب وسبائكها | استرداد Si الفعلي والاتساق الكيميائي |
| FeSi75 | 75% | صناعة الصلب والسبائك والحد من المغنيسيوم | مواصفات سي والشوائب وحجم الجسيمات |
ملاحظة: تمثل الأرقام الواردة أعلاه تسميات الدرجات الاسمية، ولا تضمن المواصفات الكيميائية الكاملة. يجب تأكيد نطاقات Si الفعلية وحدود الشوائب وفقًا للمعايير المعمول بها واتفاقية الشراء وشهادة التحليل الدفعية (COA).
ما هي العناصر الكيميائية التي يجب على المشترين التحقق منها؟
السيليكون هو المواصفات الرئيسية، لكن العناصر الأخرى يمكن أن تؤثر على مدى ملاءمة الفيروسيليكون لدرجة معينة من الفولاذ أو العمليات المعدنية.
- السيليكون (سي):يحدد كمية السيليكون المتوفرة لكل طن من السبائك.
- الألومنيوم (آل):يمكن أن يؤثر على ممارسة إزالة الأكسدة وخصائص التضمين وكيمياء الفولاذ النهائية.
- الكالسيوم (كاليفورنيا):قد يؤثر على تعديل التضمين وهو ذو أهمية خاصة عند مقارنة الدرجات التي يتم التحكم فيها بشكل خاص.
- الكربون (ج):يجب التحكم به وفقًا لحد الكربون للفولاذ المستهدف.
- الفوسفور (P) والكبريت (S):يجب الاهتمام عند إنتاج الفولاذ بحدود صارمة للشوائب المتبقية.
- المنغنيز (Mn) والكروم (Cr):وينبغي أيضًا التحقق من أن المواصفات الكيميائية للعميل تتطلب حدودًا لهذه العناصر.
لا ينبغي للمشتري تحديد الدرجة بناءً على نسبة Si الخاصة بها فقط. يجب مقارنة التحليل الكيميائي الكامل بمتطلبات الفولاذ أو السبائك النهائية.
كيف يتم إنتاج الفيروسيليكون؟
يتم إنتاج الفيروسيليكون بشكل عام من خلال الاختزال الكربوثيرمي في فرن القوس المغمور. توفر السيليكا السيليكون، وتعمل المواد الكربونية كعوامل اختزال، وتوفر المواد الحاملة للحديد مكون الحديد في السبيكة.
رد فعل التخفيض الشامل المبسط هو:
SiO₂ + 2C → Si + 2CO
رد الفعل الشامل المبسط للحد من السيليكا
في الفرن الصناعي، يتضمن مسار التفاعل الفعلي تفاعلات أول أكسيد السيليكون وكربيد السيليكون الوسيطة. ويتحد السيليكون النهائي مع الحديد لتكوين الفيروسيليكون.
مراحل الإنتاج الرئيسية
- تحضير المواد الخام:يتم اختيار الكوارتز أو مواد السيليكا الأخرى المناسبة، ومختزلات الكربون والمواد الحاملة للحديد وفحصها للتأكد من تركيبها الكيميائي والجودة الفيزيائية.
- الخلط والخلط:يتم وزن المواد الخام وفقًا لوصفة الإنتاج ويتم خلطها للحصول على شحنة فرن ثابتة.
- صهر فرن القوس المغمور:تولد الطاقة الكهربائية درجات الحرارة العالية اللازمة لاختزال السيليكا وتكوين السبائك.
- التنصت والصب:يتم استخراج الفيروسيليكون المنصهر من الفرن ويصب في قوالب مناسبة أو مناطق تبريد.
- التكسير والغربلة:تتم معالجة السبيكة المتصلبة إلى الأجزاء ذات الحجم المقطوع أو الحبيبي أو المسحوق المطلوبة.
- فحص الجودة:يتم فحص التركيب الكيميائي وحجم الجسيمات ومظهر المنتج قبل التعبئة.
تؤثر جودة المواد الخام بشكل مباشر على تشغيل الفرن وكيمياء السبائك النهائية. نقاء الكوارتز، ومحتوى الكربون الثابت، والرطوبة، وحجم الجسيمات، وتركيب المواد الحاملة للحديد كلها تحتاج إلى النظر فيها عند التحكم في عملية الإنتاج.
لماذا يستخدم الفيروسيليكون في صناعة الصلب؟
السبب الرئيسي وراء استخدام صانعي الصلب للفيروسيليكون هو التقارب الكيميائي بين السيليكون والأكسجين. أثناء تكرير الفولاذ، يجب التحكم في الأكسجين المذاب لتحقيق كيمياء الفولاذ ونظافته المطلوبة.
1. إزالة الأكسدة من الفولاذ المنصهر
عند إضافة الفيروسيليكون إلى الفولاذ المنصهر، يتفاعل السيليكون مع الأكسجين المذاب لتكوين السيليكا:
[Si] + 2[O] → SiO₂
تفاعل إزالة الأكسدة المبسط في الفولاذ المنصهر
يمكن أن تدخل منتجات الأكسيد الناتجة إلى الخبث أو يتم إزالتها من خلال ممارسات التكرير والتحكم في الدمج المناسبة. يعتمد الأداء الفعلي لإزالة الأكسدة على درجة الحرارة وكيمياء الخبث وتسلسل الإضافة والخلط ووجود مزيلات الأكسدة الأخرى مثل الألومنيوم.
2. صناعة سبائك السيليكون
يوفر الفيروسيليكون أيضًا السيليكون كعنصر صناعة السبائك المتعمد. يعتمد مستوى السيليكون المستهدف على درجة الفولاذ وخصائصه الميكانيكية والفيزيائية المطلوبة.
على سبيل المثال، يستخدم الفولاذ الكهربائي المحتوي على السيليكون إضافات السيليكون الخاضعة للرقابة لزيادة المقاومة الكهربائية وتقليل خسائر التيار الدوامي في قلوب المحولات والمحركات. يتم تحديد السيليكون أيضًا في بعض أنواع الفولاذ الزنبركي والفولاذ الهيكلي ودرجات سبائك الصلب الأخرى.
3. التحكم في استعادة السبائك
إن كمية السيليكون المحتفظ بها في الفولاذ لا تساوي بالضرورة الكمية التي يتم إدخالها من خلال السبيكة. يتم استهلاك بعض السيليكون أثناء إزالة الأكسدة أو يتم فقدانه من خلال الأكسدة وتفاعلات العمليات الأخرى.
لهذا السبب، يحسب صانعو الصلب الإضافات باستخدام التركيبة المستهدفة، والتحليل الأولي للصلب، والكيمياء الفعلية للسبائك ومعدل الاسترداد المتوقع بدلاً من الاعتماد على جرعة ثابتة لكل حرارة.
التطبيقات الصناعية للفيروسيليكون
على الرغم من أن صناعة الصلب تمثل حصة كبيرة من استهلاك الفيروسيليكون، إلا أن دورها يختلف عبر العمليات المعدنية. تتطلب التطبيقات التالية مواصفات كيميائية وأشكال فيزيائية مختلفة.
1. صناعة الصلب
يستخدم منتجو الصلب الفيروسيليكون لإزالة الأكسدة بالمغرفة وسبائك السيليكون. تعتمد الدرجة المختارة على كيمياء الفولاذ وتسلسل إزالة الأكسدة واسترداد السيليكون المطلوب. يتم استخدام المواد المقطوعة بشكل شائع لإضافات الفرن أو المغرفة، مع تحديد حجم الجسيمات ليناسب طريقة الشحن.
2. إنتاج الحديد الزهر
يعد السيليكون عنصرًا مهمًا في إنتاج الحديد الزهر لأنه يعزز الجرافيت ويؤثر على التوازن بين تكوين الجرافيت والكربيد. يوفر الفيروسيليكون السيليكون أثناء معالجة الحديد ويمكن أن يساهم في تعديل التركيب الكيميائي النهائي.
من أجل التلقيح، تستخدم المسابك عادةً لقاحات مصنوعة خصيصًا من الفيروسيليكون مع عناصر نشطة وأحجام جسيمات يتم التحكم فيها. لا ينبغي معاملة FeSi السائبة العادية تلقائيًا على أنها مكافئة لدرجة التلقيح المخصصة.
3. إنتاج المغنيسيوم
في عملية بيدجون، يتم استخدام الفيروسيليكون كعامل اختزال لإنتاج المغنيسيوم من الدولوميت المكلس في ظل ظروف فراغ ذات درجة حرارة عالية. يتفاعل السيليكون مع أكسيد المغنيسيوم، مما يسمح بتكوين بخار المغنيسيوم ومن ثم تكثيفه.
تتطلب العملية مراقبة دقيقة لنسبة الدولوميت إلى الفيروسيليكون وجودة المواد الخام ودرجة الحرارة وظروف الفراغ. عادةً ما يتم اختيار الفيروسيليكون عالي السيليكون لهذا التطبيق، ويخضع لمواصفات عملية التشغيل.
4. فصل متوسط كثيف
يستخدم مسحوق الفيروسيليكون المطحون لتحضير المعلقات الكثيفة والمتوسطة في غسل الفحم ومعالجة المعادن. تعمل الجسيمات العالقة على زيادة كثافة الوسط، مما يسمح بفصل المواد وفقًا لاختلاف كثافتها.
بالنسبة لهذا التطبيق، يجب على المشترين تقييم التوزيع الكامل لحجم الجسيمات والخصائص المغناطيسية والكثافة الظاهرة وخصائص الاسترداد. مواصفات المسحوق المصممة للفصل الكثيف المتوسط ليست بالضرورة مناسبة للحام أو التطبيقات المعدنية الأخرى.
أشكال الفيروسيليكون وأحجام الجسيمات
تتم معالجة الفيروسيليكون في أشكال مادية مختلفة لتتناسب مع أنظمة شحن الفرن ومعدات التغذية والتطبيقات النهائية. يؤثر حجم الجسيمات على الذوبان والتعامل وتوليد الغبار واستعادة المواد.
| الشكل المادي | خيارات الحجم النموذجي | التطبيقات المشتركة | اعتبارات الشراء |
|---|---|---|---|
| كتل | 10-50 ملم، 10-100 ملم | إضافات الفرن والمغرفة | الحجم الكبير، الحجم الصغير والتسامح مع الغرامات |
| حبيبات | 1-3 ملم، 3-8 ملم | تطبيقات التغذية والمسبك التي تسيطر عليها | تحليل الشاشة واتساق الجسيمات |
| مسحوق | 200 شبكة، 325 شبكة وأحجام مخصصة | فصل كثيف إلى متوسط وتطبيقات معدنية مختارة | توزيع حجم الجسيمات والتحكم في الرطوبة والغبار |
| قوالب | أبعاد مخصصة | التحكم في الشحن واستخدام الغرامات المعالجة | القوة والأبعاد ومتانة التعامل |
ويمكن توفير نفس الدرجة من الفيروسيليكون في أشكال فيزيائية مختلفة، ولكن الشكل المناسب يعتمد على التطبيق. على سبيل المثال، قد تكون الكتل الكبيرة مناسبة لشحن الفرن السائب، في حين يتم تحديد المسحوق الناعم من خلال توزيع حجم الجسيمات بدلاً من أبعاد الكتلة.
للحصول على مواصفات المنتج والدرجات المتاحة وخيارات المعالجة، راجع موقعنامجموعة منتجات الفيروسيليكون.
كيفية حساب إضافة الفيروسيليكون
يعتمد استهلاك الفيروسيليكون في صناعة الصلب على كمية السيليكون التي يجب إضافتها إلى الفولاذ المنصهر واسترداد السيليكون المتوقع. يمكن أن يؤدي الحساب الذي يعتمد فقط على الدرجة الاسمية إلى التقليل من قيمة الإضافة المطلوبة إذا تم تجاهل خسائر العملية.
صيغة إضافة الفيروسيليكون
إضافة الفيروسيليكون (كجم)
= وزن الفولاذ × الزيادة المطلوبة
÷ (جزء Si في FeSi × استرداد السيليكون)
أين:
- وزن الصلب:كتلة الفولاذ المنصهر بالكيلو جرام.
- زيادة سي المطلوبة:محتوى السيليكون المستهدف مطروحًا منه محتوى السيليكون الأولي، معبرًا عنه بكسر عشري.
- جزء Si في FeSi:محتوى السيليكون الفعلي للسبائك المشتراة، معبرًا عنه بكسر عشري.
- استعادة السيليكون:النسبة المتوقعة من السيليكون المضاف المحتجز في الفولاذ، معبرًا عنها بكسر عشري.
مثال الحساب
افترض أن حرارة صناعة الفولاذ لها الشروط التالية:
| وزن الفولاذ المنصهر | 1,000 kg |
| محتوى السيليكون الأولي | 0.10% |
| استهداف محتوى السيليكون | 0.20% |
| درجة الفيروسيليكون | FeSi75 |
| يفترض انتعاش السيليكون | 90% |
الزيادة المطلوبة في السيليكون هي 0.10 نقطة مئوية، أو 0.001 ككسر عشري.
حساب:
1,000 × 0.001 ÷ (0.75 × 0.90)
= 1.48 كجم FeSi75
ولذلك، ستكون هناك حاجة إلى حوالي 1.48 كجم من FeSi75 لتحقيق زيادة السيليكون المحددة في ظل هذه الظروف المفترضة.
هام: هذه عملية حسابية مبسطة لسبائك السيليكون. ولا يتضمن استهلاك الفيروسيليكون الإضافي لإزالة الأكسدة أو تفاعلات الخبث أو خسائر العمليات الأخرى بما يتجاوز عامل الاسترداد المفترض. يجب تحديد الإضافات الفعلية باستخدام ممارسات صناعة الصلب وبيانات الفرن المقاسة.
فحص جودة الفيروسيليكون وتخزينه
يتطلب شراء الفيروسيليكون الموثوق به أكثر من مجرد التحقق من ملصق الدرجة. يجب على المشترين التحقق من التحليل الكيميائي وحجم الجسيمات والحالة المادية لكل شحنة مقابل المواصفات المتفق عليها.
التحقق من التركيب الكيميائي
تحقق من شهادة التحليل (COA) الخاصة بالسيليكون وحدود الشوائب ذات الصلة. يجب أن تتوافق القيم المبلغ عنها مع الدرجة المطلوبة والمتطلبات الفنية للعميل. عند الضرورة، يمكن للمشترين ترتيب اختبارات معملية مستقلة قبل الشحن أو في الوجهة.
فحص حجم الجسيمات
يساعد تحليل الشاشة في تحديد ما إذا كانت المادة التي تم تسليمها تتوافق مع نطاق الحجم المحدد. يجب أن يتفق المشترون على النسب المقبولة للحجم الكبير أو الأصغر أو الناعم قبل تقديم الطلب، خاصة بالنسبة للحبيبات والمساحيق.
المظهر والتحكم في الرطوبة
يجب تخزين الفيروسيليكون في ظروف جافة وحمايته من دخول المطر والرطوبة. يجب على المشترين فحص العبوة بحثًا عن التلف والتعرض للماء والغبار الزائد والمواد الغريبة المرئية.
يمكن أن يؤدي التعرض للرطوبة إلى خلق مخاوف خطيرة بشأن التعامل والسلامة. اعتمادًا على تركيبته، قد يطلق الفيروسيليكون الرطب غازات خطرة، بما في ذلك الفوسفين من شوائب الفوسفيد. اتبع صحيفة بيانات سلامة المنتج (SDS)، وحافظ على التهوية المناسبة واحفظ المادة بعيدًا عن التعرض للماء غير المنضبط.
التحقق من التغليف والشحن
تشمل عبوات التصدير الشائعة أكياسًا بوزن 25 كجم وأكياس ضخمة بحجم 1 طن متري تقريبًا، وفقًا لمتطلبات المشتري ومواصفات التعبئة الفعلية. قد تتطلب منتجات المسحوق تدابير إضافية لمنع التسرب ودخول الرطوبة.
قبل الشحن، يجب على المشترين التأكد من ملصق المنتج ورقم الدفعة والوزن الصافي وحالة التغليف ومستندات الشحن ذات الصلة.
كيفية اختيار درجة الفيروسيليكون المناسبة
تعتمد الدرجة الصحيحة على كيمياء المنتج النهائي والعملية المعدنية. يمكن للمشترين استخدام قائمة المراجعة التالية عند إعداد مواصفات الشراء.
| متطلبات المشتري | ما يجب تحديده | لماذا يهم؟ |
|---|---|---|
| استهداف محتوى السيليكون | درجة FeSi ونطاق Si الفعلي | يحدد إضافة السبائك المطلوبة |
| إنتاج الصلب النظيف | حدود Al وP وS وC | يتحكم في العناصر المتبقية غير المرغوب فيها |
| شحن الفرن | الأبعاد المقطوعة وتحمل الغرامات | يؤثر على المناولة والذوبان |
| التغذية المستمرة | توزيع حجم الحبيبات | يدعم تغذية المواد المتسقة |
| فصل كثيف متوسط | توزيع حجم المسحوق والخصائص المغناطيسية | يؤثر على الكثافة المتوسطة والانتعاش |
| شحنة التصدير | نوع الكيس والوزن والحماية من الرطوبة والوجهة | يقلل من مخاطر المناولة والنقل |
توريد الفيروسيليكون من ZhenAn
تقوم شركة ZHEN AN INTERNATIONAL CO., LIMITED بتوريد منتجات الفيروسيليكون لصناعة الصلب والمسابك والتطبيقات المعدنية الأخرى. تغطي مجموعة منتجاتنا FeSi75، وFeSi72، وFeSi65، وFeSi45، بأحجام الجسيمات المختلفة والأشكال المادية المتاحة وفقًا لمواصفات الطلب.
- اختيار المنتج:يمكن مطابقة الدرجة وحجم الجسيمات مع تطبيق العميل وطريقة الشحن.
- المواصفات الكيميائية:يمكن تأكيد متطلبات المنتج وفقًا لمحتوى Si وحدود الشوائب المتفق عليها.
- توثيق الجودة:يمكن مناقشة التحليل الكيميائي الخاص بالدفعة ومعلومات الفحص ذات الصلة لكل طلب.
- تغليف الصادرات:يمكن تحديد ترتيبات التعبئة والتغليف وفقًا لمتطلبات الشحن.
- اتصالات الطلب:يتم تأكيد تفاصيل درجة المنتج والكمية والتعبئة والوجهة أثناء عرض الأسعار.
تعرف على المزيد حول الدرجات المتوفرة لدينا ومواصفات المنتج والنماذج المادية على الموقعصفحة منتج الفيروسيليكون.
هل تبحث عن درجة الفيروسيليكون المناسبة؟
أرسل لنا محتوى Si المطلوب وحدود الشوائب وحجم الجسيمات وكمية الطلب والوجهة. يمكن لفريقنا مساعدتك في تحديد مواصفات المنتج المناسبة.
احصل على أسعار الفيروسيليكونأسئلة متكررة حول الفيروسيليكون
يستخدم الفيروسيليكون في المقام الأول كمادة مزيلة للأكسدة وسبائك السيليكون المضافة في صناعة الصلب. وتشمل التطبيقات الأخرى معالجة الحديد الزهر، وإنتاج المغنيسيوم من خلال عملية بيدجيون والفصل الكثيف المتوسط باستخدام مسحوق الفيروسيليكون.
وتشمل الدرجات التجارية الشائعة FeSi45، FeSi65، FeSi72 وFeSi75. يشير تعيين الدرجة إلى محتوى السيليكون الاسمي. يجب على المشترين تأكيد نطاق Si الفعلي وحدود الشوائب في مواصفات الشراء وشهادة توثيق البرامج.
والفرق الرئيسي هو محتوى السيليكون الاسمي. يوفر FeSi75 كمية أكبر من السيليكون لكل وحدة وزن مقارنة بـ FeSi72، مما يمكن أن يقلل كمية السبائك اللازمة لزيادة معينة في السيليكون. ويعتمد الاختيار النهائي أيضًا على الحدود الكيميائية، والتكلفة لكل وحدة من السيليكون المستعاد، ومتطلبات العملية.
يتم إنتاج الفيروسيليكون بشكل عام عن طريق الاختزال الكربوثيرمي للسيليكا في فرن القوس المغمور. يتم شحن السيليكا ومختزلات الكربون والمواد الحاملة للحديد إلى الفرن. بعد الصهر، يتم استغلال السبائك المنصهرة وصبها وتبريدها وسحقها وغربلتها إلى أحجام المنتج المطلوبة.
لا يوجد معدل إضافة عالمي. تعتمد الكمية المطلوبة على محتويات السيليكون الأولية والمستهدفة، ومحتوى Si الفعلي للسبائك، ومعدل الاسترداد المتوقع ومتطلبات إزالة الأكسدة الإضافية. يجب استخدام حساب خاص بالحرارة بدلاً من الجرعة الثابتة.
يتم اختيار الكتل عادة لشحن الفرن والمغرفة، في حين يتم تحديد المسحوق لتطبيقات مثل الفصل الكثيف المتوسط والعمليات المعدنية المختارة. يختلف حجم جزيئاتها وخصائص التعامل معها ومتطلبات التطبيق.
يقوم المشترون عادةً بفحص الألومنيوم والكالسيوم والكربون والفوسفور والكبريت بالإضافة إلى السيليكون. تعتمد الحدود المسموح بها على درجة الفولاذ أو عملية المسبك أو أي تطبيق آخر مقصود.
يجب تخزين الفيروسيليكون في منطقة جافة ومغطاة وجيدة التهوية. قم بحماية الأكياس من المطر والرطوبة، وافحص التغليف للتأكد من عدم وجود أي ضرر واتبع معايير بيانات السلامة الخاصة بالمنتج لإجراءات التخزين والتعامل الآمن.
هل تحتاج الفيروسيليكون لإنتاجك؟
أخبرنا بالدرجة المطلوبة والتركيب الكيميائي وحجم الجسيمات وكميتها. اتصل بـ ZhenAn لمناقشة مواصفات الفيروسيليكون وتغليف التصدير.
احصل على أسعار الفيروسيليكون
