ما هو الفيروسيليكون المصنوع من؟

تحليل المواد الخام للفيروسيليكون وعملية الصهر

الفيروسيليكون عبارة عن سبيكة حديدية-من السيليكون يتم إنتاجها عن طريق صهر فحم الكوك، وخردة الفولاذ، والكوارتز (أو السيليكا) في فرن كهربائي. وتدور عملية إنتاجها حول -تفاعل خفض درجة الحرارة العالية، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين سبائك حديدية بمحتويات مختلفة من السيليكون. يتم استخدامه على نطاق واسع في صناعات الصلب والصب والمغنيسيوم. يغطي التحليل التالي تكوين المواد الخام، وعملية الصهر، وخصائص المكونات، والتطبيقات الصناعية.

1. تركيب المواد الخام ووظائفها
تلعب المواد الخام الثلاثة الرئيسية في صهر الفيروسيليكون دورًا محددًا:

الكوارتز/السيليكا:يوفر في المقام الأول ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂)، مصدر السيليكون. نقاء الكوارتز يؤثر بشكل مباشر على كفاءة الحد من السيليكون؛ بشكل عام، مطلوب محتوى SiO₂ أعلى من 96%.

فحم الكوك:يعمل كعامل اختزال، حيث يتفاعل مع ثاني أكسيد السيليكون عند درجات حرارة عالية لإزالة الأكسجين وتوليد أول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO₂)، وإطلاق السيليكون العنصري.

خردة الصلب:يوفر مصدرًا للحديد، ويندمج مع السيليكون المخفض لتكوين سبيكة فيروسيليكون. يجب أن يكون محتوى الحديد في خردة الفولاذ مستقرًا؛ عادةً ما يتم اختيار خردة الفولاذ الكربوني لتقليل التكاليف.

2. عملية الصهر: طريقة خفض درجة الحرارة العالية-
يستخدم إنتاج الفيروسيليكون طريقة اختزال الفرن الكهربائي. العملية المحددة هي كما يلي:

**الشحن والتحميل:** يتم خلط المواد الخام بالتناسب (على سبيل المثال، لإنتاج الفيروسيليكون 75#، يجب التحكم في محتوى السيليكون بنسبة 75%) تقريبًا وتغذيتها في الفرن الكهربائي من خلال نظام التغذية.

**تفاعل درجة الحرارة العالية-:** بعد التنشيط، يتم إنشاء قوس كهربائي عند الأقطاب الكهربائية، وترتفع درجة حرارة الفرن إلى أكثر من 1800 درجة. في هذا الوقت، يتفاعل فحم الكوك مع الكوارتز:

[SiO₂ + 2C₂Si + 2CO₂] ينصهر السيليكون الناتج مع خردة الفولاذ، مكونًا سبيكة الفيروسيليكون السائلة.

3.**إزالة الخبث والصب:**بعد الصهر، يطفو خبث السيليكون ذو الكثافة المنخفضة- (الذي يحتوي على ثاني أكسيد السيليكون غير المتفاعل والشوائب) إلى السطح، ويتم فصله وتفريغه؛ يتم صب الفيروسيليكون السائل وتبريده إلى سبائك أو منتجات محببة. التكوين وتصنيف الصف

المكونات الأساسية للفيروسيليكون هي الحديد والسيليكون. بناءً على محتوى السيليكون، يتم تصنيفه إلى درجات مختلفة:

75# الفيروسيليكون (Si 72%-80%): كفاءة عالية في إزالة الأكسدة، تستخدم في الغالب في صناعة الصلب.

45# الفيروسيليكون (Si 40%-47%): تكلفة أقل، يستخدم بشكل شائع في صناعة المسابك كملقح.

يؤدي ارتفاع محتوى السيليكون إلى عملية إزالة أكسدة أقوى ومقاومة عالية لدرجات الحرارة-للسبائك، ولكن تكاليف الإنتاج تزيد أيضًا مع استهلاك عوامل الاختزال.

4.سيناريوهات التطبيق والقيمة الصناعية

مزيل الأكسدة في صناعة الصلب: يتحد السيليكون مع الأكسجين الموجود في الفولاذ المنصهر لتكوين ثاني أكسيد السيليكون، مما يقلل من عيوب المسامية ويحسن كثافة الفولاذ.

مادة مضافة للسبائك: تعمل على ضبط محتوى السيليكون في الفولاذ لتحسين الخواص الكهرومغناطيسية (على سبيل المثال، صفائح الفولاذ السيليكونية) أو مقاومة التآكل (على سبيل المثال، الفولاذ المقاوم للصدأ).

صناعة الحديد الزهر: يستخدم كملقح لتعزيز ترسيب الجرافيت، وتعزيز قوة الحديد الزهر؛ يساعد في تفاعلات كروية في حديد الدكتايل.

صهر المغنيسيوم: تستخدم عملية بيدجيون الفيروسيليكون كعامل اختزال لإزاحة بخار المغنيسيوم (التفاعل: 2MgO + Si → 2Mg + SiO₂).

5. شروط الإنتاج والتخطيط الصناعي:تعتبر صناعة الفيروسيليكون صناعة كثيفة الاستهلاك للطاقة-حيث تمثل تكاليف الكهرباء 50%-60% من إجمالي تكاليف الإنتاج. ولذلك، تتركز القدرة الإنتاجية للصين في المناطق الشمالية الغربية مثل منغوليا الداخلية ونينغشيا، معتمدة على موارد الطاقة الحرارية المحلية منخفضة التكلفة. علاوة على ذلك، فإن التقلبات في أسعار المواد الخام (مثل فحم الكوك وخردة الصلب) تؤثر بشكل كبير على هوامش الربح.

ملخص:باعتبارها "مادة مساعدة-متعددة الوظائف" في الصناعة المعدنية، يعتمد إنتاج الفيروسيليكون على التأثير التآزري لفحم الكوك والكوارتز وخردة الفولاذ، مما يحقق تخليقًا فعالاً لسبائك الفيروسيليكون من خلال خفض درجة الحرارة العالية-في الأفران الكهربائية. مع تزايد الطلب على أداء المواد في صناعة الصلب، ستتوسع سيناريوهات تطبيق الفيروسيليكون بشكل أكبر، وقد تصبح تقنيات استبدال الطاقة النظيفة وتوفير الطاقة-توجهات رئيسية للتحديث الصناعي.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن السيليكون الحديدي، يرجى مراسلتنا على البريد الإلكتروني:info@kexingui.com