Ferrosiliciumest un ferro-alliage. La teneur en silicium se situe généralement entre 65 et 77 pour cent selon la qualité. Il est fabriqué en réduisant la silice avec du coke dans un four électrique, additionné de fer. Le résultat est un puissant désoxydant et une source de silicium pour l'acier et la fonte. Parce qu’il est facile à manipuler, peu coûteux par unité de silicium et dont la réaction est prévisible, il s’agit de l’un des ferroalliages les plus commercialisés au monde.
À quoi sert le ferrosilicium
L'alliage FeSi n'est pas un matériau à usage unique. Sa valeur vient de la teneur en silicium, de sorte que la plupart des utilisations principales reposent sur la même chimie. Chaque application utilise l'alliage un peu différemment dans l'atelier. Voici ce que chacun fait réellement.
Désoxydation dans la sidérurgie
C’est là que va la plupart du ferrosilicium. L'acier en fusion transporte toujours de l'oxygène dissous et s'il reste à l'intérieur, il laisse des inclusions d'oxyde et nuit à la qualité finale. Le silicium est un puissant désoxydant, il lie donc l’oxygène et le retire de la masse fondue. L'ajout de ferrosilicium réduit l'activité de l'oxygène, nettoie l'acier et le prépare pour les prochaines étapes de raffinage. En pratique, il est ajouté dans le four ou dans la poche de coulée, et l'usine surveille de près la récupération du silicium pour maintenir la bonne chimie.
Alliage et ajustement du silicium
Le silicium est un élément cible dans de nombreuses nuances d'acier, et pas seulement un reste. L'acier à ressort, l'acier électrique et l'acier de construction nécessitent tous un niveau de silicium défini pour leurs propriétés mécaniques et magnétiques. L'alliage de ferrosilicium est le moyen pratique d'ajouter du silicium à une dose contrôlée. Les aciéries calculent la quantité à introduire en fonction de l'ampleur de la chaleur, de la composition cible et de la récupération attendue, puis coupent avec de petits ajouts si nécessaire.
Inoculation en fonte
Dans les fonderies de fonte grise et ductile, le ferrosilicium joue un rôle différent. Il fonctionne comme un inoculant ajouté juste avant le moulage. Le silicium favorise la formation de graphite et empêche le refroidissement et le carbure libre qui se forment lorsque le fer refroidit trop rapidement. Une bonne étape d'inoculation maintient la structure du graphite cohérente, de sorte que les sections fines et épaisses d'un même moulage refroidissent et se comportent de la même manière.
Base en ferroalliage
Le ferrosilicium est également un matériau de départ pour d'autres alliages.Ferrosilicium magnésium, utilisé pour fabriquer la fonte ductile, part d'une base de ferrosilicium.Silicium métalpour des applications spéciales est produit le long du même itinéraire. Pour une usine de ferroalliages, le ferrosilicium est à la fois un produit et une matière première pour les lignes en aval.
Agent réducteur et autres utilisations
Au-delà de l’acier et de la fonte, le ferrosilicium agit comme agent réducteur dans certaines filières de production, où son silicium extrait l’oxygène d’un autre oxyde. On le retrouve également dans les consommables de soudage et dans la production de magnésium. Il s’agit de volumes plus modestes, mais ils expliquent pourquoi le ferrosilicium apparaît dans tant de chaînes d’approvisionnement.
En bref, la teneur élevée en silicium rend le ferrosilicium précieux à la fois pour la désoxydation et l'alliage, tandis que le même silicium guide le graphite dans la fonte. C’est pourquoi on le retrouve dans les aciéries et les fonderies.
Qualités courantes de ferrosilicium et comment elles correspondent à leur utilisation
Le ferrosilicium est vendu principalement par qualité de silicium, et la qualité est adaptée à la tâche à accomplir. Voici comment les plus courants sont utilisés.
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Grade |
Utilisation principale |
Niveau de silicium typique |
|---|---|---|
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Désoxydation, alliage et inoculation de l'acier. La qualité standard polyvalente. |
74-77% |
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Désoxydation générale de l'acier pour les lignes axées sur les coûts. |
71-75% |
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Inoculant de fonderie pour fonte grise et ductile. |
63-68% |
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Acier de haute propreté où l'aluminium résiduel doit être étanche. |
varie |
La qualité que vous choisissez doit suivre le processus, pas seulement le numéro de silicium. Pour un contrôle strict des inclusions, une faible teneur en aluminium est importante. Pour l'acier ordinaire, le FerroSilicon 75 ou le FerroSilicon 72 standard suffisent.
Précautions pratiques lors de l'utilisation du ferrosilicium
Obtenir la bonne note ne représente que la moitié du travail. La manière dont vous stockez, alimentez et contrôlez le matériel détermine si les avantages se manifestent. Ce sont les points sur lesquels les équipes d’atelier reviennent sans cesse.
- Gardez-le au sec et scellé.L'humidité sur le ferrosilicium amène de l'hydrogène dans la masse fondue, ce qui peut provoquer des trous d'épingle et des défauts de gaz.
- Faites correspondre la taille à l'alimentation.Les grumeaux conviennent au chargement du four, les granulés conviennent à un dosage régulier, les fines fondent rapidement mais s'oxydent en scories si elles sont mal manipulées.
- Surveillez la fraction des amendes.Trop de poudre fine brûle et réduit la récupération du silicium, gaspillant l'alliage et augmentant les coûts.
- Examinez chaque certificat de lot.Le silicium, l'aluminium et le calcium peuvent osciller entre les expéditions. Confirmez l’analyse complète afin que la qualité reste constante.
- Chronométrez l'addition.Ajoutez du ferrosilicium au bon endroit dans la fonte afin que le silicium se dissolve et s'allie uniformément avant la coulée.
- Exécutez d'abord un lot d'essai.Avant de changer de fournisseur ou de grade, testez quelques chaleurs et surveillez la récupération, le niveau d'inclusion et le taux de rejet.
FAQ
Q : Quelle est la nuance de ferrosilicium la plus courante pour la fabrication de l’acier ?
R : FeSi75 est le choix standard polyvalent. Il équilibre la teneur en silicium, le pouvoir de désoxydation et le coût pour la plupart des aciéries. FeSi72 est une alternative moins chère à l’acier au carbone ordinaire.
Q : Le ferrosilicium peut-il être utilisé simultanément pour la désoxydation et l’inoculation ?
R : Pas vraiment. Dans la sidérurgie, le ferrosilicium désoxyde et ajuste principalement le silicium. Dans les travaux de fonderie, une alimentation séparée en ferrosilicium agit comme un inoculant pour façonner le graphite. Le travail dépend de l'endroit et de la manière dont vous l'ajoutez.
Q : L’aluminium dans le ferrosilicium pose-t-il des problèmes ?
R : Oui, pour l’acier à haute propreté. L'aluminium résiduel peut former des inclusions d'alumine qui nuisent à la qualité de la surface. Utilisez une nuance de ferrosilicium à faible teneur en aluminium lorsque les spécifications de l'acier exigent un contrôle strict des inclusions.
Q : Comment puis-je prévenir les trous d’épingle causés par le ferrosilicium ?
R : Gardez l'alliage sec et scellé. L'humidité amène de l'hydrogène dans la matière fondue, ce qui provoque la porosité du gaz. Conserver dans des sacs scellés et utiliser d’abord les stocks plus anciens.
Q : Que dois-je demander à mon fournisseur de fournir pour chaque lot ?
R : Demandez le certificat de test de l'usine couvrant l'analyse complète du silicium, de l'aluminium, du calcium et du phosphore, ainsi que le rapport sur la taille des particules et le niveau d'humidité. Cela permet de maintenir une qualité constante d’une expédition à l’autre.
