Ferrosilicon (FESI) mängib olulist rolli oma kahe funktsionaalsuse tõttu tänapäevastes terase valmistamise protsessidesdeoksüdeerijajalegeeriv agent. Järgmised on selle rakenduste üksikasjad:
1. Deoksüdatsioon
Eesmärk: Lahustunud hapniku (O₂) eemaldamine sulaterasest, et vältida selliseid defekte nagu poorsus ja lisamine.
Mehhanism: Räni reageerib hapnikuga, moodustades ränidioksiidi (Sio₂), mis hõljub räbu sisse:
Si+O2 → SiO2 (eksotermiline reaktsioon).
Eelised alumiiniumi ees:
See moodustabvedel räbu,terase puhtuse parandamine.
Pideva valamise ajal on pihusti ummistumise tõenäosus vähem.
Tüüpiline annus: 3-5 kg fesi tonni terase kohta (reguleeritav vastavalt terasele).
2. Legeerimine
Räni kui legeeriv element:
Täiustatud omadused:
Tugevus ja kõvadus: Räni suurendab tõmbetugevust (nt konstruktsiooni terased).
Magnetiline läbilaskvus: Kriitilineelektrilised terased(3-5% si), mida kasutatakse trafodes ja mootorites.
Korrosioonikindlus: Roostevabast terasest saavad kasu räni oksüdatsiooniresistentsusest.
Tavalised terase hinded:
Räni teras (nt M15):Sisaldab 2. 5-4. 5% Si elektromagnetiliste rakenduste jaoks.
Kevadteel (nt 55SI7):1. 5-2. 5% SI suurendab elastsust ja väsimuse tugevust.
3. Räbu muutmine
Räbu vedelik:
Ferrosiliconi Sio₂ reageerib räbu põhikomponentidega (nt CAO), moodustades kaltsiumi silikat (Casio₃), vähendades räbu viskoossust.
Eelis: Lisandite (S, P) ja mittemetalliliste lisandite tõhus eemaldamine.
4. Kulutõhus räni lisand
Eelis puhta räni ees:
Madalam sulamistemperatuur (1200-1400 kraad versus 1414 kraadi puhta SI jaoks) võimaldab sulaterases kiiremat lahustumist.
Rauasisaldus toimib kandjana, vähendades energiatarbimist.
5. Ferrosiliconi klassid, mida kasutatakse terase valmistamisel
SI sisu põhirakendused
Fesi7572-80% kõrge puhtusega deoksüdatsioon, sulamterased
Fesi6565-72% üldotstarbeline desoksüdatsioon, odavaltFesi45terased
40-47% valukoda, põhilised süsinikterased
6. Protsesside integreerimine
Hapnikuahi (BOF):
Ränisisalduse deoksüdeerimiseks ja reguleerimiseks lisatakse seda laadimise ajal.
Elektriline kaare ahi (EAF):
Seda kasutatakse legeerimise etappides kompositsiooni täpseks juhtimiseks.
Lademetallurgia:
Räni taseme täpsustamine FESI pulbri süstimisega.
7. Majanduslik ja keskkonnamõju
Kulude kokkuhoid:
Vähendatud sõltuvus kallitele alumiiniumist põhinevatele desoksüdeerijatele.
Keskkonnasõbralikkus:
Alumine süsiniku jalajälg võrreldes alumiiniumiga (FESI tootmine kiirgab ~ 8-10 tco₂/t võrreldes alumiiniumi korral ~ 15 tco₂/t).
Peamiste eeliste kokkuvõte
Funktsiooni eelis
DeoksüdatsioonPuhtamateel, vähem defekte
LegeerimineTäiustatud mehaanilised ja elektromagnetilised omadused
RäbukontrollTõhus lisand
kolimineKulutõhusVähendatud energia- ja materiaalkulusid võrreldes alternatiividega
