Les propriétés physiques deferrosiliciumvarient systématiquement selon la teneur en silicium (45%-90%) :
| Dimensions caractéristiques | Paramètres de base (par gradient de teneur en silicium) | Impacts clés |
| Apparence et forme | Lustre métallique gris argenté-, disponible sous forme de bloc/granulaire/poudre, texture dure et cassante. | La forme en morceaux convient aux matières premières de fabrication d’acier ; La forme de poudre convient à la catalyse chimique. |
| Point de fusion | FeSi45 (1200-1250 degrés), FeSi75 (1280-1300 degrés), FeSi90 (1320-1350 degrés) | Une teneur plus élevée en silicium entraîne un point de fusion plus élevé, affectant le contrôle de la température de fusion. |
| Densité | 6,8-7,2 g/cm³ (la densité est légèrement inférieure avec une teneur plus élevée en silicium) | Détermine l'efficacité de la sédimentation et du mélange dans l'acier/le fer en fusion |
| Dureté (HB) | FerroSilicium 45 (180-200),FerroSilicium 75(200-250), FerroSilicium 90 (230-280) | Une dureté plus élevée indique une plus grande résistance à l'usure et une aptitude à la production de pièces-résistantes à l'usure. |
| Surface spécifique | Vrac (0,1-0,5 m²/g), poudre (1-3 m²/g) | La forme poudre présente une réactivité plus élevée et convient aux applications raffinées. |
Propriétés chimiques : le support essentiel pour les fonctions de base
(1) Forte réductibilité
Base thermodynamique :Le silicium a une faible énergie libre pour réagir avec l'oxygène et peut réagir spontanément avec l'oxygène et les oxydes à des températures élevées ;
Réaction clé :Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (Réaction centrale pour la désoxydation de la sidérurgie), la densité du SiO₂ généré est bien inférieure à celle de l'acier en fusion, ce qui le rend facile à flotter et à éliminer ;
Effet réel :Avec un ajout de 0,3 %-0,8 % de FeSi75, la teneur en oxygène de l'acier fondu peut être réduite de 80 à 100 ppm à 30 à 50 ppm, atteignant ainsi une efficacité de désoxydation de pointe.
(2) Compatibilité des alliages
Capacité de solution solide :Le silicium peut former une solution solide illimitée avec le fer et peut également former des composés stables avec des éléments tels que le magnésium, le calcium et le manganèse (par exemple, Mg₂Si, Ca₂SiO₄) ;
Contrôle des impuretés :L'alliage fesi de haute-qualité contient des impuretés (Al inférieur ou égal à 1,0 %, S inférieur ou égal à 0,05 %, P inférieur ou égal à 0,04 %), évitant l'introduction d'éléments nocifs qui pourraient affecter les performances du produit final.
(3) Stabilité chimique
À température ambiante :Il ne réagit pas avec l'eau, les acides faibles ou les bases faibles, présentant une forte stabilité au stockage ;
À hautes températures :À l'exception des substances oxydantes fortes, il est stable et adapté aux environnements de fusion métallurgique de 1 700 à 2 000 degrés.
Caractéristiques du procédé : avantages clés pour la production industrielle
Fonction de réglage du point de fusion
Mécanisme d'action :
L'alliage de ferrosilicium a un point de fusion inférieur à celui du fer pur (1538 degrés). L'ajouter à l'alliage peut abaisser la température de fusion.
Application pratique :
L'ajout de FeSi75 % à la fabrication de l'acier peut abaisser la température de fusion de l'acier fondu de 50 à 80 degrés, réduire la consommation d'électricité par tonne d'acier de 60 à 80 kWh et augmenter l'efficacité de la production de 10 à 15 %.
Optimisation de la fluidité de la matière fondue
Principe d'action :
Le silicium peut réduire la tension superficielle et la viscosité de l'acier/du fer fondu (pour chaque augmentation de 1 % de la teneur en silicium, la viscosité diminue de 5 à 8 %).
Effet d'application :
L'ajout de FerroSilicon 75 % à la coulée améliore la fluidité du fer fondu de 15 à 20 %, réduit les défauts tels que « coulée insuffisante » et « fermeture à froid » et augmente le taux de qualification de la coulée de 8 à 12 %.
Composition réglable
Espace de personnalisation :
En ajustant le rapport sable de quartz/coke, différentes qualités de ferrosilicium avec une teneur en silicium allant de 45 % à 90 % peuvent être produites ;
Scénarios appropriés :
Les qualités de silicium à faible-(FeSi45) sont peu coûteuses-et adaptées au moulage ordinaire ; les qualités de silicium -hautes (FeSi75/90) ont une pureté élevée et conviennent à l'acier-haut de gamme et aux matériaux électroniques.
Caractéristiques fonctionnelles : des avantages essentiels qui créent directement de la valeur industrielle
(1) Propriétés métalliques améliorées
Renforcement de la solution solide : des atomes de silicium sont incorporés dans le réseau de ferrite, provoquant une distorsion du réseau et entravant le mouvement des dislocations ;
Effet quantitatif : l'ajout de 0,2 %-0,5 % de FeSi75 à de l'acier de construction faiblement-allié augmente la résistance à la traction de 10 à 15 % et la limite d'élasticité supérieure ou égale à 345 MPa ; l'ajout de 1,0 à 1,5 % à l'acier résistant à l'usure augmente la résistance à l'usure de 30 à 40 %.
(2) Raffinement des grains et optimisation de la microstructure
Mécanisme d'action : Le silicium agit comme un noyau de nucléation hétérogène lors de la solidification du métal, affinant la taille des grains (de 50 μm à 30-40 μm) ;
Valeur fondamentale : améliore la ténacité de l'acier et des pièces moulées, en augmentant la ténacité aux chocs de 20 %-30 %, en évitant le risque de rupture fragile et en convient aux scénarios de charges à basse température et d'impact.
(3) Résistance améliorée à la corrosion
Mécanisme de protection : le silicium forme un film dense d'oxyde composite SiO₂-Al₂O₃ sur la surface métallique, empêchant la réaction entre l'oxygène et la matrice interne ;
Effet d'application : L'acier patinable contenant 0,5 à 1,5 % de silicium connaît une réduction de 50 à 70 % du taux de corrosion dans les environnements humides, prolongeant la durée de vie de 2 à 3 fois, ce qui le rend adapté aux ponts et aux matériaux de construction extérieurs.
(4) Désoxydation et désulfuration synergiques
Aide à la désulfuration : le silicium réagit avec le soufre pour former du SiS, qui est éliminé avec les scories. Le taux de désulfuration peut atteindre 10 % à 20 % (l'effet est encore meilleur lorsqu'il est combiné avec du ferromanganèse etalliages de calcium et de silicium);
Valeur fondamentale : réduit la fragilité à chaud de l'acier, améliore les performances de soudage et la plasticité du traitement, et réduit le taux de défauts de production.
Comparaison des caractéristiques et de la logique de sélection des différentes qualités de ferrosilicium
| Nuances de ferrosilicium | Caractéristiques et avantages de base | Scénarios d'application typiques |
| FeSi45 | Faible coût, point de fusion modéré, bonne usinabilité | Adapté à la fonderie générale, à la fabrication d'acier-à faibles exigences et à la production d'alliages maîtres |
| FeSi65 | Rapport coût-performance équilibré, efficacité de désoxydation modérée | Sidérurgie générale, fonderie conventionnelle, modification d'alliages |
| FeSi75 | Forte désoxydation, excellent affinement du grain, haute pureté | Acier de haute-qualité, moulage de précision, agent réducteur de fusion de magnésium |
| FeSi90 | Dureté élevée, propriétés réductrices extrêmement fortes, faibles impuretés | Alliages-haut de gamme, matériaux électroniques, matières premières auxiliaires pour semi-conducteurs |
