Ferrosiliconil (FESI) on põhikomponentide-Siliconi tõttu erinevad keemilised omadused(SI)jaraud (Fe)-ja sulami struktuur. Selle reaktsioonivõime mõjutab ränisisaldus (tavaliselt 45-90% Si), lisandid (nt, Al, C, CA) ja keskkonnatingimused. Järgmised on peamised keemilised omadused:
1. Oksüdatsiooni käitumine
Reaktsioonivõime hapnikuga:
Räni oksüdeeritakse eelistatavalt õhus või hapnikurikkas keskkonnas:
Si+O2 → SiO2 (ΔH<0, exothermic reaction).
Pinna passivatsioon: Õhuke kihtSio₂(Ränidioksiid) moodustub pinnale, kaitstes sulamit mõõdukatel temperatuuridel edasise oksüdeerimise eest.
Kõrge temperatuuri oksüdatsioon: Temperatuuridel üle 1200 kraadi kiireneb oksüdatsioon, moodustades FEO ja Sio₂ segud.
2. Reaktsioon vee/niiskusega
Vesiniku moodustumine:
Ferrosilicon reageerib aeglaselt vee või niiskusega, et vabastada vesinikgaasi (H₂), eriti aluselistes tingimustes:
Fesi +4 h2o → fe (OH) 3+ sio 2+2 h2 ↑
Oht: Vesiniku akumuleerumine kujutab plahvatusohtu; Ladustamine nõuab kuiva, ventileeritavat keskkonda.
Kiirustegurid: Kõrgem ränisisaldus ja väiksemad osakesed suurendavad reaktsioonikiirust.
3. Happereaktsioonivõime
Tugevad happed (HCl, H₂so₄):
Lahustage ferrosilicon, vabastades vesiniku ning moodustades silikaadid ja raudsoolad:
Fesi +6 hcl → fecl 2+ sicl 4+3 h2 ↑
Lämmastikhape (HNO₃):
Passiiveerib pinna ränidioksiidi kihi moodustumise tõttu, aeglustades edasist reaktsiooni.
4. Leelisese reaktsioonivõime
Tugev leelise (NaOH, KOH):
Reageerige räniga, moodustades räni ja vesiniku:
Si +2 NaOH+H2O → Na2sio 3+2 h2 ↑
Raud aluselistes lahustes praktiliselt ei reageeri.
5. Redutseerivate ainete omadused
Kõrge redutseeriv võime:
Ferrosiliconi räni toimib tugeva redutseeriva ainena metallurgilistes protsessides:
Magneesiumi tootmine (Pidgeoni protsess):
2MGO (kaltsineeritud dolomiit)+FESI → 2mg ↑+ca2sio 4+ fe
Terase valmistamine: Vähendab rauaoksiide (FEO) ja muid lisandeid sulaterases.
6. Interaktsioon toksiinidega
Räbu moodustumine: Terase sulatamise protsessis
Ferrosilicon reageerib hapniku ja räbu komponentidega (nt Cao, al₂o₃), moodustades keerulised silikat:
Sio 2+ cao → caso3 (räbu komponent).
Räbu vedelik: Reguleerib räbu viskoossust lisandite tõhusaks eemaldamiseks.
7. Süsiniku ja lisandite mõju
Süsinikusisaldus:
Madala süsinikusisaldusega hinded (C vähem või võrdne 0. 2%) minimeerige tahtmatu karburiseerimine terases.
Kõrge süsinikusisaldus võib põhjustada karbiidide (nt sic) moodustumist kõrgendatud temperatuuril.
Alumiinium (Al):
Suurendab desoksüdatsiooni, kuid võib tekitada terasest soovimatuid alumiiniumoksiid (Al₂O₃).
Fosfor (P) ja väävel (S):
Rangelt kontrollitud (<0.04% P, <0.02% S) to avoid embrittlement of the final product.
8. Termiline stabiilsus
Lagunemine:
It is stable under standard conditions, but decomposes at very high temperatures (>1600 kraadi) Räni auru vabastamisega.
Reaktsioon tulekindlatega:
Sulatatud ferrosilicon võib söövitada põhilisi refraktoreid (nt MgO-põhised vooderdised).
9. Dopingukäitumine
Metalli ühilduvus:
See moodustab rauaga eutektilised segud, vähendades sulamistemperatuuri.
Spetsiaalsete teraste saamiseks on see hõlpsasti legeeritud üleminekumetallidega (nt MN, CR).
Peamiste reaktsioonide kokkuvõte
Reaktsiooni tüüpi keemiline võrrandi rakendamine/risk
OksüdatsioonSi + O₂ → Sio₂ passiveerimine, räbu
moodustamineReaktsioon veegaFESI + H₂O → SiO₂ + Fe (OH) ₓ + H₂ ↑ vesinik
plahvatusohtHappe lahustumine fesi+ HCl → Fecl₂ + SICL₄ + H₂ ↑ Analüütiline lahustumine, H₂
isolatsioonRedutseerimine (MGO)2MGO + FESI → 2MG ↑ + Ca₂sio₄ + Fe magneesiumi tootmine (Pidgeon)
Praktilised tagajärjed
Ladustamine: H₂ moodustumise vältimiseks peab olema kuiv.
Terase valmistamine: Räni tugev desoksüdeeriv võime parandab terase kvaliteeti.
Ohutus: Purustatud ferrosilikoonist pärit tolm on väga tuleohtlik; Sellega peene pulbri kujul töötamine nõuab inertset atmosfääri.
