Ferrosilicium

Den FeSi er en ferrolegering , en forbindelse med jern og silicium , hvor silicium vægt er mellem 15% og 90%, 75% Si er den mest anvendte. De repræsenterer 3/4 af brugen af ​​silicium (ekskl. SiO 2 ) og 20% ​​af produktionen af ​​ferrolegeringer.

Det kan bemærkes, at da metallisk silicium produceres på samme måde som ferrosilicium, betragtes det som en ferrolegering.

Opnåelse

To produktionsmetoder eksisterer sammen:

• Produktion med højovn . Disse højovne er kendetegnet ved deres beklædning i surt ildfast materiale . Siliciumindholdet i støbejern er mellem 10 og 17%.
• Produktion i en elektrisk lysbueovn ved reduktion af SiO 2 i nærvær af jern. De råvarer er kvarts eller sand , metalskrot , med koks , kul eller petroleumskoks . Siliciumindholdet varierer fra 15 til 95%. Den elektricitet er 20 til 25% af produktionsomkostningerne (8500 kWh / ton ferrosilicium med 75%). Den producerede silica-røg udvindes for at udvikle højtydende beton, hvor den øger fluiditeten , trykstyrken (som passerer efter 28 dage fra 20-40  MPa til 60-120  MPa ) og mindsker permeabiliteten .

Anvendelse i stålindustrien

Ferrosilicium er et produkt beregnet til stålindustrien , hvor dets høje densitet og lave omkostninger gør det til et almindeligt legeringselement i både støbejern og stål. For disse to produkter er siliciums rolle imidlertid meget forskellig.

Anvendt i støberiet tilvejebringer ferrosilicium silicium, der fungerer som et legeringselement i støbejernet . Føjet til flydende støbejern tjener silicium som et podemiddel : det forhindrer dannelsen af ​​cementit (Fe 3 C). På denne måde opnås grå støbejern , som let kan bearbejdes .

I et stålværk kan ferrosilicium have flere roller:

• føjes til konverteren , vil den blive brændt, når du blæser. Denne forbrænding er meget eksoterm og vil gøre det muligt at opvarme det flydende stål for eksempelvis at kunne tilføje skrot eller legeringselementer til det.
• tilsat i begyndelsen af ​​behandlingen til øse metallurgi , beroliger det det flydende stål, det vil sige dets deoxidering, ved at kombinere det med opløst ilt . Anvendelsen af ​​ferrosilicium som et beroligende element er systematisk for rustfrit stål (for dets kemiske kompatibilitet med krom ) og til kontinuerlig støbning af lange produkter (hvor det er en tilstrækkelig deoxideringsmiddel og mere økonomisk end aluminium , der anvendes i flade produkter)
• efter bundfældning tilvejebringer ferrosilicium silicium, som vil tjene som et legeringselement (produktion af kornorienterede plader , stabilisering af kulstof for at forhindre dannelse af cementit osv.)

Det calcium, der ofte findes i ferrosilicium, kan også have en komplementær metallurgisk rolle. Afhængigt af stålets metallurgi er dens virkning enten gavnlig eller skadelig.

Noter og referencer

1. (fr) "  Description du silicium sur SFC.fr  " , SfC (adgang til 6. november, 9 )
2. [PDF] "  Referencedokument om de bedste tilgængelige teknikker: behandling af jernholdige metaller  " , Europa-Kommissionen ,oktober 2014, s.  31
3. (fr) N. Kanda & K. Mpiana, "  Undersøgelse om fremstilling af ferrosilicium i det nedre Congo  " , på http://docs.google.com , Bulletin for det geologiske forskningscenter for minedrift,2004(adgang til 6. november 2009 )
4. (da) "  Behandlingsproces for støbejern i Pont-à-Mousson  " (adgang til 6. november 2009 )