1. Deoksidasyon – Zararlı Oksijenin Uzaklaştırılması
Çelik üretimi sırasında oksijen erimiş çelikte çözünmüş olarak kalır. Kaldırılmadığı takdirde gözenekliliğe, kırılganlığa ve zayıf mekanik özelliklere neden olur. Ferro silikon güçlü bir malzeme görevi görüroksit giderici. Silikonun oksijene karşı yüksek afinitesi vardır ve cüruf olarak yüzeye çıkan silikon dioksit (SiO₂) oluşturur. Tipik bir karbon çeliği %0,1-0,3 silikon gerektirirken, daha yüksek kaliteler daha fazlasını gerektirir. Ferrosilikon olmasaydı temiz, sağlam çelik üretmek neredeyse imkansız olurdu.
2. Alaşım Elementi – Mekanik Özelliklerin İyileştirilmesi
Deoksidasyonun ötesinde silikon bir anahtardıralaşım elementihem çelik hem de dökme demirde:
Çelikte:Silikon gücü, sertliği, elastikiyeti ve oksidasyona karşı direnci arttırır. Yay çelikleri (örneğin 55Si7), yüksek akma dayanımı için %1,5–2,2 silikon içerir. Elektrikli çelikler (silikon çelikler), histerezis kaybını azaltmak ve manyetik geçirgenliği artırmak için %1–4,5 silikon kullanır.
Dökme demirde:Silikon, grafit oluşumunu teşvik eder, karbür içeriğini kontrol eder ve akışkanlığı arttırır. Gri dökme demir tipik olarak %1,5-2,5 silikon içerirken sfero döküm, kesit kalınlığına bağlı olarak %2,0-3,0 arasında değişir.
3. Aşılama – Mikro Yapının Kontrolü
Dökümhanelerde ferrosilikon (özellikle kalsiyum ve alüminyum içeren yüksek-silisyum kaliteleri) kullanılır.aşılayıcıhem gri hem de sünek demir için. Dökümden hemen önce %0,1-0,3 FeSi eklemek, grafit çekirdeklenme bölgelerini arttırır, bu da daha ince, eşit şekilde dağılmış grafit ile sonuçlanır. Bu, ince kesitlerdeki soğuğu (sert karbürler) ortadan kaldırır, işlenebilirliği artırır ve çekme mukavemetini %10-20 oranında artırır.
4. Tipik Sınıflar ve Uygulamalar
| Seviye | Silikon İçeriği | Ana Kullanım |
|---|---|---|
| FeSi %75 | %75 Si | Çelik için standart oksijen giderici ve alaşım ilavesi |
| FeSi %65 | %65 Si | Dökme demir aşılamaya-uygun maliyetli bir alternatif |
| FeSi %45 | %45 Si | Genellikle geri dönüştürülmüş malzemelerden-düşük kaliteli uygulamalar |
| Yüksek-saflıkta FeSi | %75–90 Si | Elektrikli çelikler, özel alaşımlar (düşük Al, Ca, Ti) |
5. Üretim Süreci
Ferro silikon, kuvars (SiO₂), demir kaynakları (değirmen tufal, hurda) ve karbon indirgeyiciler (kok, kömür) kullanılarak tozaltı ark fırınlarında üretilir. Reaksiyon ton başına yaklaşık 8.000-9.000 kWh tüketiyor ve bu da enerji maliyetini önemli bir faktör haline getiriyor. Çin, küresel FeSi üretiminin %70'inden fazlasını oluşturuyor ve onu Rusya, Norveç ve Brezilya takip ediyor.
Çözüm
Sıvı çeliğin oksitlenmesinden yayların güçlendirilmesine, manyetik özelliklerin iyileştirilmesine ve dökme demirin aşılanmasına kadar, ferrosilikon dünya çapında üretilen neredeyse her ton metale temas eder. Çok yönlülüğü ve temel işlevleri, yıllık 7 milyon mt'u aşan üretimiyle neden dünya çapında en çok tüketilen ferroalyajlardan biri olmaya devam ettiğini açıklıyor.
Kısacası: ferrosilikon olmasaydı modern çelik ve dökme demir üretimi verimliliği, kaliteyi ve tutarlılığı kaybederdi.
