Ferrosiliciumest un alliage binaire de fer et de silicium, avec le silicium (Si) et le fer (Fe) comme composants principaux. Il est produit par fusion à haute-température dans un four à arc submergé.
Matières premières:Sable de quartz (SiO₂ supérieur ou égal à 99 %), coke (carbone fixe supérieur ou égal à 85 %) et ferraille d'acier (Fe supérieur ou égal à 98 %). Le coke agit comme un agent réducteur, réduisant le silicium dans le sable de quartz à 1 700-2 000 degrés, qui fusionne ensuite avec le fer pour former un alliage.
Caractéristiques principales :Point de fusion 1200-1300 degrés, densité 6,8-7,2 g/cm³. Une teneur plus élevée en silicium se traduit par une plus grande dureté et fragilité, ainsi que par des fonctions de désoxydation et d'inoculation plus fortes.
Valeur industrielle :Possédant de multiples fonctions, notamment la désoxydation, la désulfuration, l'alliage et l'inoculation, il s'agit d'un représentant essentiel des matières premières « multi-fonctionnelles et à faible-coût » dans l'industrie métallurgique.
Système de qualité ferrosilicium
Les qualités FeSi sont divisées en « teneur en silicium + qualité en impuretés ». Les limites de composition et les scénarios applicables des grades de base sont clairement définis et il existe un total de 21 grades. Les notes clés sont les suivantes :
| Grade | Gamme de teneur en silicium (Si) | Teneur maximale en impuretés majeures (Al/Fe/C/S/P) | Caractéristiques principales | Applications typiques |
| FeSi90Al0.5 | 87.0%-95.0% | 0,5%/marge / 0,2%/0,05%/0,04% | Haute pureté, faibles impuretés | Matières premières pour-alliages électroniques et matériaux semi-conducteurs haut de gamme |
| FeSi90Al3.0 | 87.0%-95.0% | 3,0%/marge / 0,2%/0,05%/0,04% | Haute teneur en silicium, impuretés moyennes | Inoculants pour la fusion d'alliages spéciaux et la coulée de précision |
| FeSi75Al0.5-A | 72.0%-80.0% | 0,5%/marge / 0,15%/0,05%/0,04% | Rapport coût-performance élevé, faible teneur en aluminium | Désoxydants pour acier-de haute qualité et agents sphéroïdisants pour fonte ductile |
| FeSi75Al1.0-B | 72.0%-80.0% | 1,0%/marge / 0,15%/0,05%/0,04% | Polyvalent, coût modéré | Désoxydants et suppléments d'alliage pour l'acier ordinaire |
| FeSi65Al2.0 | 60.0%-67.0% | 2,0%/marge / 0,2%/0,05%/0,04% | Silicium moyen, adapté au moulage | Inoculants pour la production de fonte grise et d'acier faiblement allié |
| FeSi45Al4.0 | 40.0%-47.0% | 4,0%/marge / 0,3%/0,05%/0,04% | Faible teneur en silicium, haute ténacité | Agents réducteurs pour petites pièces en fonte et fusion de magnésium |
Note:L'unité de teneur en impuretés est la fraction massique. C, S et P sont des limites générales. Certaines qualités spéciales peuvent être personnalisées pour répondre aux exigences en matière d'impuretés (telles que les produits à faible teneur en soufre-FeSi75, S Inférieur ou égal à 0,03 %).
Scénarios d'application de base et paramètres techniques du ferrosilicium
(1) Industrie sidérurgique : désoxydation, alliage et fonctions auxiliaires
Le ferrosilicium est le « matériau fonctionnel de base » de la fabrication de l'acier et il est compatible avec différents équipements de fusion tels que les convertisseurs et les fours électriques :
Fonction de désoxydation :
Le silicium a une faible énergie libre pour réagir avec l'oxygène et il se combine préférentiellement avec l'oxygène de l'acier en fusion pour former SiO₂, qui est éliminé avec les scories. FeSi75 est un désoxydant courant, ajouté à hauteur de 0,3 % à 0,8 % de la masse d'acier fondu. Il peut réduire la teneur en oxygène de l'acier fondu de 80 à 100 ppm à 30 à 50 ppm, réduisant ainsi la porosité et les défauts d'inclusion.
Fonction d'alliage :
Il complète le silicium pour améliorer la résistance et la dureté de l'acier. Par exemple, lors de la production d'acier faiblement allié-Q355, l'ajout de 0,5 % de FeSi75 augmente la résistance à la traction de 10 à 15 %, ce qui le rend adapté à l'acier utilisé dans la construction et les machines.
Fonction d'agent de chauffage :
Poudre de ferrosilicium (100-200 mesh)dégage une grande quantité de chaleur lorsqu'il est brûlé. Utilisé comme agent chauffant pour les capsules de lingots, il peut augmenter le rendement des lingots de 10 à 15 % et réduire les défauts de retrait.
(2) Industrie de la fonderie : inoculants et agents sphéroïdisants
Le ferrosilicium est un « régulateur de performance » dans la production de fonte, adapté principalement à la fonte grise et à la fonte ductile :
Inoculants :
Ferro Silicium 75 etFerro-silicium 65sont utilisés comme inoculants, ajoutés à 0,2 % à 0,5 % de la masse de fer fondu, favorisant la précipitation de la graphitisation, raffinant les grains de graphite et augmentant la résistance aux chocs de la fonte grise de 20 % à 30 %, adaptés aux blocs moteurs et aux bancs de machines-outils ;
Agents sphéroïdisants :
Le ferrosilicium à haute teneur en silicium (FeSi 75 %) combiné à des alliages de magnésium est utilisé comme agent sphéroïdisant pour la fonte ductile, favorisant la sphéroïdisation du graphite, atteignant un taux de sphéroïdisation de plus de 90 %, augmentant la résistance à la traction de la fonte ductile de 300 MPa à plus de 450 MPa, adapté aux moyeux de roues automobiles et aux pièces de machines d'ingénierie.
(3) Production d’alliages et fusion de magnésium
Agent réducteur de ferroalliage :
Le ferrosilicium à haute teneur en -silicium (FeSi90), en raison de sa faible teneur en carbone (inférieure ou égale à 0,2 %), est utilisé comme agent réducteur pour les alliages de ferrochrome et de ferrosilicium-manganèse à faible teneur en carbone. Son efficacité de réduction est de 30 à 40 % supérieure à celle du coke, évitant ainsi l'augmentation du carbone dans l'alliage.
Matière première de base pour la fusion du magnésium :
Dans le procédé Pidgeon pour la fusion du magnésium, 75# FeSi est utilisé comme agent réducteur pour réduire le magnésium en CaO·MgO. 1.2-1.3 tonnes de ferro-silicium, 75 % sont consommées pour chaque tonne de magnésium métallique produite. La température de réduction est contrôlée entre 1 100 et 1 200 degrés et le taux de récupération du magnésium peut atteindre plus de 85 %.
(4) Autres applications spéciales
Industrie de transformation des minéraux :
La poudre de FeSi (200-300 mesh) est utilisée comme phase suspendue dans la boue pour ajuster la densité de la boue (1,2-1,5 g/cm³), améliorant l'efficacité de séparation des minerais complexes et augmentant la qualité du concentré de 5 % à 8 % ;
Matériaux de soudage :
FeSi65 est utilisé comme matériau de revêtement pour les électrodes de soudage, permettant une désoxydation pendant le soudage, réduisant la porosité des soudures et les inclusions de scories, et améliorant la résistance à la traction et à la corrosion des soudures, adapté au soudage des aciers de construction et des pipelines ;
Industrie chimique :
Le ferrosilicium à haute teneur en silicium (FeSi90) est utilisé pour produire de l'organosilicium. Le silicium réagit avec le chlorométhane pour produire du méthylchlorosilane, qui est ensuite synthétisé en caoutchouc de silicone, produits d'étanchéité et autres produits adaptés aux domaines de la construction et de l'emballage électronique.
Logique de sélection et considérations pour les qualités de ferrosilicium
(1) Principes de sélection de base
Basé sur les « exigences de pureté » :
Pour l'électronique haut de gamme et les alliages spéciaux, choisissez la série FeSi90 (faible teneur en aluminium, faibles impuretés) ; pour la fabrication d'acier et le moulage ordinaires, choisissez la série FeSi75 (rentabilité élevée-) ; pour les petites pièces en fonte, choisissez la série FeSi45 (faible teneur en silicium, haute ténacité) ;
Basé sur les « exigences fonctionnelles » :
Pour la désoxydation, privilégier l'alliage Ferro Silicium 75 (teneur modérée en silicium, efficacité de réaction élevée) ; pour l'inoculation, choisissez FeSi65 (tolérance élevée aux impuretés, faible coût) ; pour les agents réducteurs, choisissez FeSi90 (faible teneur en carbone, forte capacité réductrice).
(2) Précautions d'emploi
Contrôle posologique :
Un ajout excessif peut facilement conduire à une fragilisation de l'acier/de la fonte (par exemple, si l'ajout de FeSi75 dépasse 1,0 %, la résistance aux chocs de l'acier diminuera de plus de 20 %) ;
Conditions de stockage :
Conserver dans un environnement sec et aéré, éviter l'oxydation par l'humidité (après oxydation, un film SiO₂ se formera en surface, réduisant la réactivité) ;
Compatibilité standard :
Les produits d'exportation doivent être conformes aux normes internationales (par exemple, FeSi75 correspond à ASTM A480 Grade 75, EN 15597-1 Type FeSi75).
