Κράματα σιδηροπυριτίουχρησιμοποιούν πυρίτιο (Si) και σίδηρο (Fe) ως βασικά συστατικά τους. Οι κοινές ποιότητες περιέχουν 45%-90% πυρίτιο, με ακαθαρσίες (Al, Ca, S, P) αυστηρά ελεγχόμενες. Οι διπλές τους λειτουργίες πηγάζουν από δύο βασικά χαρακτηριστικά:
Ισχυρή αποοξειδωτική δράση του πυριτίου:Το πυρίτιο έχει εξαιρετικά χαμηλή ελεύθερη ενέργεια για την αντίδραση με το οξυγόνο, που αντιδρά αυθόρμητα σε θερμοκρασία δωματίου και τα προϊόντα διαχωρίζονται εύκολα.
Ετερογενής ικανότητα πυρήνωσης του πυριτίου:Η ατομική ακτίνα του πυριτίου είναι κοντά σε αυτή των ατόμων σιδήρου, επιτρέποντάς του να χρησιμεύσει ως πυρήνας πυρήνων κατά τη στερεοποίηση του μετάλλου, βελτιώνοντας τη δομή των κόκκων.
Αποξείδωση χάλυβα: Η λειτουργία "Αφαίρεσης και Καθαρισμού Οξυγόνου" του Σιδηροπυριτίου
Το FeSi είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος σύνθετος αποοξειδωτικός παράγοντας στη χαλυβουργία. Η βασική του λειτουργία είναι να αφαιρεί το οξυγόνο από τηγμένο χάλυβα μέσω μιας χημικής αντίδρασης, βελτιώνοντας έτσι την καθαρότητα του τηγμένου χάλυβα:
(1) Αρχή αποξείδωσης και μηχανισμός αντίδρασης
Βασική Αντίδραση:
Το πυρίτιο υφίσταται μια αντίδραση μετατόπισης με FeO στον τηγμένο χάλυβα (Si + 2FeO → SiO2 + 2Fe). Το παραγόμενο SiO2 έχει πυκνότητα μόνο 2,65 g/cm3, πολύ χαμηλότερη από εκείνη του τηγμένου χάλυβα, και θα επιπλέει γρήγορα στη σκωρία και θα αφαιρεθεί.
Συνεργική επίδραση:
Όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με αποξειδωτικά σιδηρομαγγανίου και αλουμινίου, μπορεί να δημιουργήσει σύνθετη σκωρία χαμηλού σημείου τήξης (όπως CaO-SiO2-Al2O3, σημείο τήξης περίπου 1400 μοίρες), ενισχύοντας περαιτέρω την αύξηση και την αύξηση της ικανότητας ένα διπλό αποτέλεσμα "βαθιάς αποξείδωσης + καθαρισμού λιωμένου χάλυβα".
(2) Ποσοτικές Επιδράσεις και Παράμετροι Εφαρμογής
Έλεγχος πρόσθετου ποσού:
Η προσθήκη 0,3%-0,8% (βαθμός FeSi75) της μάζας τετηγμένου χάλυβα κατά τη διάρκεια της κατασκευής χάλυβα με μετατροπέα μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα του τετηγμένου χάλυβα σε οξυγόνο από 80-100 ppm σε 30-50 ppm, αυξάνοντας την απόδοση αποξείδωσης κατά 40% σε σύγκριση με το απλό σιδηρομαγγάνιο.
Συμβατότητα βαθμού:
Υψηλές-ποιότητες πυριτίου (FerroSilicon 75, FeSi90) έχουν υψηλότερη απόδοση αποξείδωσης και είναι κατάλληλοι για χάλυβες υψηλής ποιότητας. μέτριες-χαμηλές ποιότητες πυριτίου (FeSi65, FeSi45) έχουν χαμηλότερο κόστος και είναι κατάλληλοι για συνηθισμένους ανθρακούχους χάλυβες.
Εμβολιασμός χύτευσης: Η συνάρτηση «βελτιστοποίησης κόκκων» του σιδηροπυρίτου
Στη χύτευση χυτοσιδήρου, το κράμα σιδηροπυριτίου, ως ενοφθαλμιστικό πυρήνα, ενισχύει τις μηχανικές ιδιότητες των χυτών ρυθμίζοντας τη δομή στερεοποίησης:
(1) Αρχή εμβολιασμού και Μηχανισμός Εξευγενισμού Σιτάρι
Ετερογενής πυρήνωση:
Τα άτομα πυριτίου και ίχνη αλουμινίου, ασβεστίου, κ.λπ., σε σιδηροπυρίτιο σχηματίζουν μικροσκοπικούς «πυρήνες πυρήνων» (όπως σωματίδια SiC, Al2O3, μεγέθους 0,1-1μm) κατά τη στερεοποίηση του τετηγμένου σιδήρου, παρέχοντας σημεία σύνδεσης για την καθίζηση γραφίτη.
Βελτιστοποίηση δομής:
Προωθεί τη μετατροπή του γραφίτη από "νιφάδα" σε "λεπτή σφαιρική-όμοια με σκουλήκι", βελτιώνοντας τους κόκκους της μήτρας (το μέγεθος κόκκων μειώνεται από 80μm σε 30-40μm), αποφεύγοντας προβλήματα ευθραυστότητας που προκαλούνται από χονδροειδείς δομές.
Προσαρμογή σύνθεσης:
Η συμπλήρωση στοιχείων πυριτίου σε χυτοσίδηρο (έλεγχος της περιεκτικότητας σε πυρίτιο σε 2,0%-3,5%) μειώνει την τάση για σχηματισμό λευκού σιδήρου και βελτιώνει την ικανότητα μηχανικής επεξεργασίας των χυτών.
(2) Ποσοτικές Επιδράσεις και Παράμετροι Εφαρμογής
Έλεγχος πρόσθετου ποσού:
Στη χύτευση γκρίζου χυτοσιδήρου, η συνιστώμενη ποσότητα προσθήκης FeSi75% είναι 0,2%-0,5% της μάζας του τηγμένου σιδήρου και στον όλκιμο σίδηρο είναι 0,1%-0,3%.
Προσαρμογή διαδικασίας:
Πρέπει να προστεθεί 1-3 λεπτά πριν από την έκχυση για να διασφαλιστεί σταθερό αποτέλεσμα εμβολιασμού και να αποφευχθεί η πρόωρη προσθήκη που οδηγεί σε καύση πυριτίου.
Βασικές διαφορές στις διπλές εφαρμογές του σιδηροπυριτίου (Βάση επιλογής κλειδιού)
| Σενάρια εφαρμογής | Βασικοί Στόχοι | Αντίδραση/Μηχανισμός Δράσης | Προτεινόμενοι βαθμοί | Παράμετροι Βασικού Ελέγχου |
| Αποξείδωση χάλυβα | Μείωση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο του τηγμένου χάλυβα και αφαίρεση εγκλεισμάτων | Αντίδραση χημικής αναγωγής (Si + FeO → SiO2 + Fe) | FeSi75, FeSi90 | Ποσότητα προσθήκης: 0,3%-0,8%, θερμοκρασία λιωμένου χάλυβα: 1500-1600 μοίρες |
| Εμβολιασμός χύτευσης | Βελτιστοποίηση κόκκων, Βελτιστοποίηση Μορφολογίας Γραφίτη | Ετερογενής Πυρήνωση + Προσαρμογή Σύνθεσης | FeSi75, FeSi65 | Ποσότητα προσθήκης: 0,1%-0,5%, Θερμοκρασία χύτευσης: 1380-1450 βαθμοί |
Προφυλάξεις και πρακτικά σημεία εφαρμογής
(1) Προφυλάξεις για την αποξείδωση της παραγωγής χάλυβα
Αποφύγετε την υπερβολική προσθήκη:Περιεκτικότητα σε πυρίτιο που υπερβαίνει το 1,0% θα οδηγήσει σε μείωση της συγκολλησιμότητας του χάλυβα και μείωση της αντοχής σε κρούση άνω του 20%.
Χρόνος προσθήκης:Στη χαλυβουργία με μετατροπείς, μπορεί να προστεθεί "σε-ροή" (κατά τη διάρκεια του χτυπήματος), ενώ στη χαλυβουργία με ηλεκτρικό τόξο, μπορεί να προστεθεί σε παρτίδες για να διασφαλιστεί η ομοιόμορφη αντίδραση.
Έλεγχος ακαθαρσιών:Χρησιμοποιήστε χαμηλό-σιδηροπυρίτιο αλουμινίου (Al μικρότερο ή ίσο με 0,5%) για να αποφύγετε το σχηματισμό εγκλεισμάτων Al2O3, τα οποία επηρεάζουν την ποιότητα της επιφάνειας του χάλυβα.
(2) Προφυλάξεις για τον εμβολιασμό με χύτευση
Επιλογή μεγέθους:Το σιδηροπυρίτιο που χρησιμοποιείται για ενοφθαλμισμό πρέπει να θρυμματιστεί στα 1-3 mm για να εξασφαλιστεί η ταχεία διάλυση και να αποφευχθούν τα μεγάλα σωματίδια που προκαλούν ανομοιόμορφη τοπική σύνθεση.
Μέθοδος εμβολιασμού:Χρησιμοποιήστε τη μέθοδο "pour-μέθοδος" (προσθήκη κράματος σιδηροπυριτίου στη ροή λιωμένου σιδήρου) ή "in-inflow inflow" για να βελτιώσετε την ομοιομορφία.
Αποφύγετε τον δευτερεύοντα εμβολιασμό:Εάν ο λιωμένος σίδηρος παραμείνει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα (περισσότερο από 10 λεπτά), πρέπει να προστεθεί κράμα FeSi 10%-20% για να διατηρηθεί το αποτέλεσμα εμβολιασμού.
