مقدمه

فروسیلیس یکی از مهم‌ترین فروآلیاژهای مورد استفاده در فولادسازی است که عمدتاً برای اکسیژن‌زدایی، آلیاژسازی و بهبود خواص متالورژیکی فولاد استفاده می‌شود. در میان دانه‌بندی‌های مختلف، فروسیلیس سایز ۰ تا ۳ میلی‌متر به دلیل سطح ویژه بالا، سرعت انحلال زیاد و واکنش‌پذیری بالا، کاربرد ویژه‌ای در متالورژی ثانویه، تزریق پودری و فولادهای آلیاژی دارد. 

 

تعریف فروسیلیس ۰–۳

فروسیلیس ۰ تا ۳ میلی‌متر در واقع نوع ریزدانه یا پودری فروسیلیس است که معمولاً از خردایش و دانه‌بندی فروسیلیس کلوخه تولید می‌شود.

 

ترکیب متداول آن:

 

ویژگی‌های اصلی فروسیلیس ۰–۳

1. سطح ویژه بسیار بالا

به دلیل ریز بودن ذرات:

تماس با مذاب بیشتر می‌شود

واکنش سریع‌تر انجام می‌شود

سرعت اکسیژن‌زدایی بالا می‌رود

 

2. انحلال سریع

ذرات ریز سریع‌تر در فولاد حل می‌شوند و برای:

تصحیح سریع آنالیز

تنظیم Si

در فولادهای حساس بسیار مناسب هستند.

 

3. واکنش‌پذیری بالا

فروسیلیس ۰–۳ بسیار سریع با اکسیژن واکنش می‌دهد و همین موضوع هم مزیت و هم نقطه ضعف آن است.

 

روش تولید

مراحل تولید شامل:

• ذوب فروسیلیس در کوره قوس الکتریکی
• خردایش
• سرند و دانه‌بندی
• جداسازی سایز ۰–۳
• بسته‌بندی ضد رطوبت

است. 

 

کاربردهای فروسیلیس ۰–۳ در فولادسازی

1. اکسیژن‌زدایی سریع (Rapid Deoxidation)

مهم‌ترین کاربرد آن حذف اکسیژن محلول است.

 

Si+2O→SiO2 

 

به دلیل ریز بودن ذرات:

سرعت واکنش بسیار بالاست و اکسیژن‌گیری سریع‌تر انجام می‌شود

 

2. تنظیم دقیق سیلیسیم

در فولادهای:

فنری، بلبرینگی، الکتریکی، ابزار کنترل دقیق Si اهمیت بالایی دارد.

فروسیلیس ۰–۳ برای Fine Adjustment بسیار مناسب است.

 

3. تزریق پودری (Powder Injection)

در برخی واحدها فروسیلیس ۰–۳:

• توسط گاز حامل
• یا سیستم Wire Injection

به مذاب تزریق می‌شود. که مزایای 

• افزایش جذب
• کاهش اکسیداسیون
• یکنواختی بهتر

را دارد

 

4. متالورژی ثانویه (Secondary Metallurgy)

• کنترل ترکیب
• کاهش اکسیژن
• اصلاح فولاد تمیز

از مهم‌ترین کاربردهای فروسیلیس ریزدانه است. 

 

مزایای فروسیلیس ۰–۳ نسبت به سایزهای درشت

ویژگی/ ۰–۳/ ۱۰–۶۰

سرعت حل شدن/ بسیار بالا /متوسط

یکنواختی/ بهتر/ کمتر

کنترل آنالیز/ دقیق‌تر /متوسط

پرت اکسیدی/ بیشتر /کمتر

گرد و غبار/ زیاد/ کم

قیمت فرآوری/ بیشتر/ کمتر

 

معایب فروسیلیس ۰–۳

1. اکسیداسیون شدید

به دلیل سطح تماس بالا، خیلی سریع می‌سوزد. همچنین اگر:

• روی سرباره ریخته شود
• دیر وارد مذاب شود

باعث جذب افت می شود.

 

2. پرت غباری

در شارژ دستی:

بخشی وارد غبارگیر می‌شود

بخشی اکسید می‌شود

 

3. حساسیت شدید به رطوبت

فروسیلیس ریزدانه در برابر رطوبت بسیار حساس‌تر از کلوخه است.

 

بهترین روش مصرف در کوره القایی

در کوره القایی:

• سرباره ضعیف‌تر کنترل می‌شود
• اکسیداسیون بیشتر است

 

بنابراین فروسیلیس ۰–۳ باید:

• نزدیک Tap
• یا داخل پاتیل

اضافه شود.

 

بهترین روش مصرف در EAF

• هنگام تخلیه
• داخل جریان مذاب

بهترین جذب را دارد.

 

تاثیر سایز ۰–۳ بر جذب

در صورت استفاده صحیح:

جذب Si ممکن است به 90–95% برسد

اما در شارژ نامناسب:

افت شدید راندمان، افزایش SiO₂ سرباره اتفاق می‌افتد. 

 

تاثیر بر کیفیت فولاد

مزایا

• کاهش اکسیژن
• کاهش Blow Hole
• بهبود استحکام
• بهبود سختی‌پذیری
• کاهش ناخالصی

 

معایب مصرف بیش از حد

• تردی
• کاهش چقرمگی
• ترک کوئنچ
• سخت شدن ماشینکاری

 

مشکلات رایج در استفاده از فروسیلیس ۰–۳

 

روش نگهداری

ضروری است که انبار خشک، دور از آب باشد

 

فولادهای مناسب مصرف فروسیلیس ریزدانه

• فولاد فنری
• فولاد بلبرینگی
• فولاد ابزار
• فولاد الکتریکی
• فولاد مقاوم به حرارت
• فولادهای کم اکسیژن

 

نکات کلیدی 

1. هرگز روی سرباره اضافه نشود(باید جهت جذب بهتر وارد مذاب گردد)

2. رطوبت بسیار خطرناک است(حتما خشک باشد)

3. سایز خیلی ریز باعث پرت می شود (وجود ذرات فاین زیاد مشکل ساز است)

4.دمای مذاب حیاتی است (دمای پایین جذب را کم می کند)