فروسیلیس فولاد چیست و چه کاربردی دارد؟
فروسیلیس فولاد از ترکیب سیلیسیم، آهن و برخی عناصر ناخالص شامل آلومینیوم، کروم، کربن، گوگرد و … تشکیل می‌شود. مقدار سیلیسیم در این ماده بین 10 تا 90 درصد می‌تواند باشد و مابقی آن از عنصر آهن تشکیل شده است.
فروسیلیس کاربرد فراوانی در صنعت فولادسازی و ریخته‌گری دارد. این ماده به عنوان عامل اکسیژن‌زا و یک ساختار نشکن در چدن‌های نشکن مورد استفاده قرار می‌گیرد. ما در این مقاله سعی داریم شما را بیشتر با فروسیلیس فولاد و کاربردهای آن در صنعت آشنا کنیم. پس با ما همراه باشید.
آنچه در ادامه می‌خوانیم:
فروسیلیس چیست؟
همانگونه که از نام فروسیلیس پیدا است، این ماده از دو عنصر آهن (فرو) و سیلیسیم ( سیلیس) تشکیل شده است. فروسیلیس در صنعت آهن و فولاد کاربرد بسیار زیادی دارد. این ماده، خاکستری رنگ و بدون بو است اما تنفس آن به سلامتی آسیب می‌رساند. در هنگامی که پودر فروسیلیس در مقابل شعله قرار بگیرد، می‌تواند منفجر شود. به همین علت آن را در مقابل شعله قرار نمی‌دهند تا از انفجار جلوگیری کنند.
هرچه میزان سیلیسیمی که در فروسیلیس به کار رفته بیشتر باشد، میزان چگالی آن نیز بیشتر است. فروسیلیس در برابر سایش مقاومت بسیار زیادی دارد و از دمای ذوب بالایی برخوردار است. بعد از اکسیژن، سیلیسیم فراوان‌ترین عنصر کره زمین است و آلیاژهای مختلفی از آن ساخته می‌شوند.
کاربرد فروسیلیس
فروسیلیس کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. از مهم‌ترین کاربردهای این ماده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده در صنعت فولادسازی از مهم‌ترین کاربردهای این ماده است. به دلیل این که می‌توان از آن به عنوان یک عامل اکسیژن‌زا در ذوب کردن فولاد استفاده کرد.
- استفاده در ساختار چدن‌های نشکن به عنوان یک عامل نشکن‌ساز
- استفاده در ریخته‌گری چدن به عنوان یک عامل جوانه‌زا
- استفاده در صنایع متالوژی که در زمینه ساخت قطعات فلزی مصنوعی، ماشین‌کاری و جوشکاری فعالیت می‌کند. فروسیلیس در صنعت متالوژی موجب تولید با کیفیت‌تر می‌شود.
- استفاده در جوشکاری برای تولید الکترودهای گرافیتی
- منبع سیلیکون در صنعت برق و مس
- استفاده در صنایع سرب و روی
کاربرد فروسیلیس در صنایع فولاد
مهم‌ترین کاربرد این ماده در صنایع فولاد است. کارخانجات فولادسازی از مصرف‌کنندگان و متقاضیان بزرگ فروسیلیس در بازار جهانی هستند زیرا فروسیلیسم در تولید فولاد به عنوان اکسیژن‌زا عمل می‌کند. کارخانجات فولادسازی در یک سال حدود 38 هزار تن فروسیلیس مصرف می‌کنند.
فروسیلیس در صنعت فولاد نقش مهمی در تولید فولاد و ساخت قطعات دارد. همچنین این ماده کاربردهای دیگری در صنعت فولاد همچون عامل اکسیژن‌زا برای ذوب کردن فولاد، تولید چدن‌های آلیاژی، ساخت فولاد سیلیکونی برای مصرف در موتورهای الکتریکی و… دارد.
فروسیلیس‌ها در بازار جهانی دارای اندازه و سایزهای مختلفی است. همچنین سطح خلوص آنها بستگی به کاربرد هریک از آنها دارد و در صنایع مختلف، متفاوت است. فروسیلیس در صنایع فولاد با اندازه‌های 10 تا 60 میلی‌متر مورد استفاده قرار می‌گیرد و سطح خلوص آنها بین 75 تا 95 درصد است.
کشورهای توسعه‌‍‌یافته دنیا با تقویت صنعت فولاد خود توانسته‌اند سطح اقتصادی، علمی و پژوهشی کشورشان را ارتقا دهند. به عبارت دیگر کشورهایی که مصرف سرانه فولاد بیشتری دارند، جزو کشورهای پیشرفته محسوب می‌شوند. به همین دلیل صنعت فولاد در کشور ما بسیار مهم است و موجب رشد اقتصادی و اشتغال زایی می‌شود.
تولید فروسیلیس به چه صورت است؟
تولید فروسیلیس نیازمند تجهیزات مدرن و به روز، کیفیت و دانش فنی بالا است. به همین دلیل تولید آن کار ساده‌ای نیست. برای تولید این ماده باید کوره‌ای با دمای بالا وجود داشته باشد. البته در بیشتر مواقع از کوره‌های قوس الکتریکی یا کوره القایی برای انجام این کار استفاده می‌شود.
مواد اولیه به میزانی که مورد نیاز است، درون کوره قرار می‌گیرد و سپس در دمای بالا ذوب می‌شود. زمان لازم برای ذوب کردن مواد بین 2 الی 4 ساعت است. بعد از گذراندن این مرحله، مواد مذاب به دست‌آمده به سمت بیرون هدایت می‌شود و به واحد ریخته‌گری انتقال پیدا می‌کند.
فروسیلیس مذاب در واحد ریخته‌گری قالب‌گیری می‌شود. بعد از سرد شدن مواد مذاب، توسط دستگاه سنگ‌شکن به قطعه‌های مختلف تقسیم می‌شود. در تولید ماده سیلیسیم، مواد حامل آهن و احیاکننده نقش مهمی دارند. کوارتز و کوارتزیت اهمیت زیادی دارند. به دلیل این که 97 درصد آنها از سیلیس ساخته شده است. عملیات احیای این ماده در کوره به وسیله کربن که از کک یا ذغال به دست می‌آید، انجام می‌پذیرد. بدون سرباره بودن ترکیب فروسیلیس در فرآیند تولید آن، اهمیت بسیار زیادی دارد. این به این معنی است که تمام عناصری که در مواد اولیه وجود دارد، وارد محصول می‌شود. به ترکیب‌هایی که جهت جدا کردن مواد مختلف از یکدیگر به کار گرفته می‌شود، سرباره گفته می‌شود.
تمامی موادی که در تولید فروسیلیس به کار گرفته می‌شوند بدون سرباره هستند. به دلیل این که به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین استفاده از مواد با خلوص بالا در فرآیند تولید فروسیلیس نکته بسیار مهمی است.
خرید و فروش فروسیلیس
بیشترین حجم استفاده از فروسیلیس متعلق به صنعت فولاد است. صنایع فولاد در طول یک سال نزدیک به 38000 تن میکروسیلیس مصرف می‌کنند. بعد از صنایع فولاد، صنعت ریخته‌گری بیشترین خریداران این فروآلیاژ هستند. قیمت فروسیلیس به عوامل زیادی همچون مواد اولیه، کیفیت و نوع دانه‌بندی آن بستگی دارد. بدون شک هرچه مواد اولیه با کیفیت‌تر باشند، قیمت آن هم بیشتر می‌شود.
فروسیلیس به صورت فله‌ای به فروش می‌رسد و در کیسه‌های بزرگ یک تنی دسته‌بندی می‌شود. البته در بسته‌های 10 کیلوگرمی نیز می‌تواند به فروش برسد و بستگی به میزان نیاز مشتری دارد. این فروآلیاژ در سه سایز 10 الی 60 میلی‌متر، 3 الی 10 میلی‌متر و 0 الی 3 میلی‌متر در بازار موجود است. در صنایع فولاد و ریخته‌گری، سایز 10 الی 60 میلی‌متر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در هنگام خرید باید به این نکته توجه کرد که رنگ فروسیلیس مایل به خاکستری تیره است. هرچه درصد اکسید آهن در این فروآلیاژ بیشتر باشد، رنگ محصول نیز تیره‌تر می‌شود.
بهترین کارخانجات فولادی در کشور
شرکت‌های Elkem نروژ و Demag SmS آلمان نخستین شرکت‌های تولید فروآلیاژ در دنیا هستند. این شرکت‌ها تولید بسیار بالایی را در دنیا دارند. بعد از آن کشورهای چین، برزیل، روسیه و هند در تولید فروسیلیس پیشتاز هستند.
اولین کارخانه فروآلیاژ در ایران با ظرفیت 75000 تن در لرستان شروع به فعالیت کرد. دومین کارخانه با ظرفیت 25000 تن در سال در شهر سمنان شروع به تولید فروسیلیس کرد. سومین تولیدکننده فروسیلیس در ایران با ظرفیت 12000 تن در شهرستان ملایر است.
همچنین در حال حاضر واحدهای دیگری در شهرهای اشتهارد و کاشان به تولید فروسیلیس می‌پردازند. از بزرگ‌ترین کارخانه‌های تولید فولاد در کشور می‌توان به کارخانه فولاد مبارکه اصفهان، کارخانه ذوب‌آهن اصفهان، کارخانه فولاد خوزستان، کارخانه اکسین اهواز، کارخانه فولاد آلیاژی ایران و … اشاره کرد.
