В чем разница между кремнием и ферросилицием?
Оставить сообщение
Кремний и ферросилиций — разные материалы
Кремний — химический элемент, обозначение Si, атомный номер 14, с атомной массой около 28,09. Ферросилиций — это сплав железа и кремния, который производится намеренно и продается в определенном диапазоне кремния. Разница имеет коммерческое значение, поскольку эти два материала находятся в разных цепочках поставок, оцениваются отдельно и не могут быть заменены в большинстве процессов без изменения расчета затрат. Пользователь, заказывающий кремний, ожидает элементный кремний с контролируемыми остатками; пользователь, заказывающий ферросилиций, ожидает кремний-содержащий сплав, в котором содержание железа является частью спецификации, а не примесью.
Состав и основные свойства
| Свойство | Кремниевый металл | Ферросилиций |
|---|---|---|
| Природа | Химический элемент | Железо-кремниевый сплав |
| Типичное содержание Si | 98,5% - 99.5% и выше | 45%, 65% и 75% оценок |
| Основные остаточные элементы | Fe, Al, Ca, C, B, P | C, Al, S, P, Mn, Cr |
| Поведение плавления | Плавится в одной точке около 1414 C. | Смягчает и плавит в широком диапазоне |
| Плотность | Около 2,33 г/см3 | Повышается с содержанием кремния и зависит от фазы |
| Типовая форма поставки | Комок, гранула, порошок | Комок, гранула, порошок, брикет |
Как производятся эти два
Оба плавятся в печи с погруженной дугой, используя кварц или кварцит в качестве источника кремния и кокс, уголь или древесный уголь в качестве восстановителя. Что касается ферросилиция, железо загружается в виде стального лома, прокатной окалины или железной руды, так что железо и кремний восстанавливаются и легируются в одной печи, а содержание кремния в выпуске контролируется соотношением загрузки. Для металлического кремния содержание железа-сведено к минимуму, а печь работает для производства жидкости с высоким-кремнием, которую рафинируют и отливают. Поскольку сырьевая смесь различается, потребление энергии в печи, методы работы с электродами и обращение с продукцией также различаются, что является одной из причин, по которой эти два материала имеют разные цены, даже если содержание кремния выглядит сопоставимым.
Где используется каждый из них
Ферросилиций является рабочей лошадкой в сталелитейном и литейном производстве. Он используется в качестве раскислителя, источника кремния для легированных сталей, а также в качестве модификатора или носителя шаровидного вещества в чугуне, где он контролирует форму графита и, следовательно, механические свойства отливки. Он также используется в качестве восстановителя при производстве магния и при производстве некоторых ферросплавов. Металлический кремний обслуживает различные рынки: алюминиевые-кремниевые литейные сплавы, кремнийорганическую химию для силиконов и силанов, полупроводниковое сырье и порошковую металлургию. Поскольку химические и электронные цепи чувствительны к бору, фосфору и углероду, металлический кремний для этих целей определяется гораздо более строго, чем когда-либо ферросилиций.
Замена, цены и характеристики
Замена одного материала другим редко бывает простой задачей. Добавление ферросилиция в расплав стали приводит к введению железа и углерода, которые необходимо учитывать в тепловом балансе, а использование металлического кремния, в котором был указан ферросилиций, изменяет количество железа и обычно повышает стоимость. Марки ферросилиция обычно обозначаются FeSi75, FeSi65 и FeSi45 в зависимости от номинального содержания кремния и продаются в соответствии с национальными спецификациями, такими как GB/T 2272; Металлический кремний продается по маркам, например, указанным в GB/T 2881, или по химическому составу-, определяемому клиентом. В обоих случаях приемочным контролем является химический анализ, а для сыпучего или порошкообразного материала – еще и ситовый анализ.
Часто задаваемые вопросы
Q:Ферросилиций — это просто кремний с железом в нем?
О: С точки зрения состава — да, но не в качестве замены. Ферросилиций — это промышленный сплав, содержание железа в котором указано, а металлический кремний — это элементарный кремний, в котором железо является примесью, содержание которой поддерживается на минимально возможном уровне.
Q:Какой материал используют для раскисления стали?
A: Ферросилиций, обычно в виде кусков или брикетов, добавляемых в выпускной поток или ковш. Металлический кремний не является стандартным раскислителем, поскольку он не содержит железа и стоит дороже за единицу кремния.
Q:Почему металлический кремний дороже?
Ответ: Для него требуется более чистая шихта, более строгий контроль печи и более тщательная очистка, чем для ферросилиция, а уровень чистоты, требуемый рынками алюминия, химической промышленности и полупроводников, намного выше.
Q:Можно ли использовать ферросилиций в качестве модификатора для чугуна?
А: Да. Стандартные модификаторы изготавливаются на основе ферросилиция, часто с добавками кальция, бария или редкоземельных элементов, которые контролируют зародышеобразование графита.
Q:Какое содержание кремния характерно для каждого продукта?
Ответ: Ферросилиций обычно продается с содержанием кремния 45%, 65% или 75%, тогда как металлический кремний продается с содержанием кремния от 98,5% до 99,5% для металлургического использования и выше 99,5% для химического использования.
Q:Оба материала требуют одинаковых условий хранения?
Ответ: И то, и другое следует хранить в сухом виде, но мелкие порошки и гранулы более чувствительны к поглощению влаги,-чем куски, поэтому размер поставляемой партии влияет на требования к обращению.
