Żelazokrzem

Żelazokrzemu jest stop żelaza , związek żelaza i krzemu , w którym wagowa zawartość krzemu wynosi pomiędzy 15% i 90%, 75% Si są najczęściej używane. Stanowią 3/4 zużycia krzemu (bez SiO 2 ) i 20% produkcji żelazostopów.

Można zauważyć, że ponieważ metaliczny krzem jest wytwarzany w taki sam sposób jak żelazokrzem, uważa się go za żelazostop.

Otrzymywanie

Współistnieją dwie metody produkcji:

• Produkcja przez wielki piec . Te wielkie piece wyróżniają się obudową wykonaną z kwaśnego materiału ogniotrwałego . Zawartość krzemu w żeliwie wynosi od 10 do 17%.
• Produkcja w elektrycznym piecu łukowym poprzez redukcję SiO 2 w obecności żelaza. Te surowe materiały są kwarcowy lub piasek , złom z koksowniczej , węgiel lub koks naftowy . Zawartość krzemu waha się od 15 do 95%. Energia elektryczna stanowi od 20 do 25% kosztów produkcji (8500 kWh / tonę FeSi z 75%). Wytworzona pył krzemionkowy jest odzyskiwana w celu uzyskania betonu o wysokiej wytrzymałości, gdzie zwiększa płynność , wytrzymałość na ściskanie (która po 28 dniach przechodzi z 20-40  MPa do 60-120  MPa ) i zmniejsza przepuszczalność .

Zastosowanie w przemyśle stalowym

Żelazokrzem jest produktem przeznaczonym dla przemysłu stalowego , gdzie jego duża gęstość i niski koszt sprawiają, że jest powszechnie stosowanym pierwiastkiem stopowym zarówno w żeliwie, jak i w stalach. Jednak w przypadku tych dwóch produktów rola krzemu jest bardzo różna.

Stosowany w odlewni żelazokrzem dostarcza krzem, który służy jako pierwiastek stopowy w żeliwie . Krzem dodawany do płynnego żeliwa służy jako modyfikator : zapobiega tworzeniu się cementytu (Fe 3 C). W ten sposób uzyskuje się żeliwo szare , które jest łatwe w obróbce mechanicznej .

W stalowni , może ferrosilicon mieć kilka ról:

• dodany do konwertera , będzie spalony podczas dmuchania. To spalanie jest bardzo egzotermiczne i pozwoli na podgrzanie ciekłej stali, aby można było np. Dodać do niej złom lub pierwiastki stopowe.
• dodany na początku obróbki do metalurgii kadzi , uspokaja ciekłą stal, to znaczy jej odtlenianie, poprzez połączenie z rozpuszczonym tlenem . Stosowanie żelazokrzemu jako pierwiastka uspokajającego jest systematyczne w przypadku stali nierdzewnych (ze względu na jego chemiczną kompatybilność z chromem ) oraz do ciągłego odlewania wyrobów długich (gdzie jest wystarczającym odtleniaczem i bardziej ekonomicznym niż aluminium , stosowany w produktach płaskich)
• po uspokojeniu żelazokrzemu dostarcza krzem, który posłuży jako składnik stopowy (produkcja blach o zorientowanym ziarnie , stabilizacja węgla w celu zapobieżenia tworzeniu się cementytu itp.)

Wapnia często obecne w żelazokrzemu może mieć również rolę uzupełniającą metalurgicznego. W zależności od metalurgii stali jej działanie jest korzystne lub szkodliwe.

Uwagi i odniesienia

1. (fr) "  Description du silicium sur SFC.fr  " , SfC (dostęp: 6, 9 listopada )
2. [PDF] „  Dokument referencyjny dotyczący najlepszych dostępnych technik: przetwarzanie metali żelaznych  ” , Komisja Europejska ,październik 2014, s.  31
3. (fr) N. Kanda & K. Mpiana, „  Study on the production of ferrosilicon in the lower Congo  ” , on http://docs.google.com , Bulletin of the geological and mining research center,2004(dostęp 6 listopada 2009 )
4. (en) "  Proces obróbki żeliwa w Pont-à-Mousson  " (dostęp 6 listopada 2009 )