فروسیلیسیم که به آن فروسیلیس نیز می گویند از ترکیب آهن و سیلیسیم به وجود می آید. فروسیلیس از طریق حرارت دادنِ اکسید آهن و سیلیس (کوارتز) همراه با مواد کربنی، مانند کک تولید می شود. فروسیلیس که در این مقاله آن را معرفی می کنیم از نظر دانه بندی و درصد وزنی، انواع مختلفی دارد؛ استفاده از آن نیز به اندازه ای تاثیرگذار است که تقریبا همه صنایع از آن بهره می برند، به خصوص استفاده از آن در فرآیند تولید شمش، بهبود ریخته گری و افزایش کیفیت شمش، بیشتر به چشم می خورد. در این مقاله از دانشنامه آهن ملل، به دلایل محبوبیت این فروآلیاژ در صنایع مختلف، ترکیب عناصر، روش تولید، کارخانه های تولیدکننده این محصول، همچنین کاربردها، قیمت و گریدهای مختلف فروسیلیس می پردازیم.
نسخه صوتی مقاله فروسیلیس چیست؟
فروسیلیس چیست؟
فروسیلیس یا فروسیلیسیم، آمیژانی* از آهن و سیلیسیم است که مقدار سیلیسوم آن می تواند بین ۸ تا ۹۵ درصد متغیر باشد. درصد سیلیسیم موجود در فروسیلیس (درصد وزنی) با توجه به کاربرد و نیاز صنعت تعیین می شود.
*آمیژان: محصولی است که از ترکیب عناصر آلیاژساز تولید می شود. از آمیژان ها به عنوان ماده افزودنی به فلز پایه و برای بهبود فرایند تولید شمش، ریخته گری و … استفاده می شود.
علاوه بر آهن و سیلیکون (سیلیسیوم)، درصد کمی از عناصر دیگر نیز که به آن ها عناصر ناخواسته می گویند (مانند تیتانیم، آلومینیوم، فسفر، گوگرد، کربن، منگنر و … ) در فروسیلیسیوم وجود دارد.
فروسیلیس به انگلیسی ferrosilicon (فروسیلیکن) نامیده می شود و علامت اختصاری آن یا نماد فروسیلیس، FeSi است.
جالب است بدانید عنصر شیمیایی با نماد si یا همان Silicon به فرانسوی سیلیسیم – Silicium- و به انگلیسی سیلیکون – Silicon- تلفظ می شود. در نتیجه، این محصول با نام های مختلف فروسیلیس، فروسیلیسیم، فروسیلیکن (فروسیلیکون) شناخته می شود.
تعریف فروسیلیسیم در استاندارد ملی ایران
موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، فروسیلیسیوم را اینگونه تعریف می کند:
فــروسیلیسیوم یک آلیاژ پایه (Master alloy) شامل آهن و سیلیسیوم میباشد که مقدار سیلیسیوم کمینه و بیشینه آن به ترتیب ۸ و ۹۵ درصد جرمی بوده و از روش احیاء (کاهش) بدست می‌آید.
فروسیلیس به عنوان یک آلیاژ اصلی در تولید فولاد (آهن) استفاده می شود. از آن به مقدار کم و به منظور تنظیم خواص مذاب، فرآیند خنک سازی و تولید محصول نهایی بهره می برند.
اگر می خواهید در مورد آلیاژ، انواع آلیاژ و کاربرد آن ها بیشتر بدانید، مقاله زیر را مطالعه کنید.
# حتما بخوانید
فروسیلیس چه شکلی است؟
فروسیلیس معمولاً به شکل ذرات براق و خاکستری فلزی است، اما به صورت بریکت های از پیش ساخته شده نیز موجود است.
به طور کلی، فروسیلیسیوم به صورت کلوخه و یا به صورت ذرات خرد و سَرندشده تولید می شود.
محبوبیت فروسیلیس به چه دلیل است؟
مزیت اصلی فروسیلیسیم (FeSi) اثر اکسیژن زدایی آن است (با جذب اکسیژنِ فلز مذاب، از گسترش حفره‌های گازی در فلز جلوگیری می کند)، در عین حال مانع از دست دادن کربن فلز می شود. علاوه بر این، فروسیلیس در پوشش های الکترود و در تولید سیلیکون، هیدروژن و منیزیم استفاده می شود.
گریدهای مختلف فروسیلیس در بازار
فروسیلیس معمولا با توجه به عناصر اضافی استفاده شده در آن، دانه بندی و همچنین درصد وزنی دسته بندی می شود.
۱- انواع فروسیلیس بر اساس عناصر اضافی موجود در آن
- فروسیلیس کم کربن و فروسیلیس با کربن فوق‌العاده کم: برای جلوگیری از ورود مجدد کربن در فرایند ساخت فولاد ضد زنگ و فولاد الکتریکی استفاده می شود.
- فروسیلیس با تیتانیوم کم (با خلوص بالا): برای جلوگیری از ایجاد آخال های قلع (TiN) و کاربید تیتانیوم (TiC) در فولاد الکتریکی و برخی فولادهای خاص استفاده می شود.
- فروسیلیس کم آلومینیوم: برای جلوگیری از تشکیل Al2O3 و Al2O3-CaO در طیف وسیعی از فولادها استفاده می شود.
- فروسیلیس ویژه: یک اصطلاح کلی است که طیف وسیعی از محصولات سفارشی، شامل عناصر آلیاژی دیگر را پوشش می دهد.
۲- انواع فروسیلیس بر اساس دانه بندی
دانه بندی یا اندازه رایج فروسیلیسیم در بازار، این چهار سایز است:
- سایز ۰ تا ۳ میلی متر
- سایز ۳ تا ۱۰ میلی متر
- سایز ۱۰ تا ۶۰ میلی متر
- سایز ۶۰ تا ۱۲۰ میلی متر
صنایع مختلف با توجه به نوع مصرف، یکی از این سایزبندی را خریداری می کنند. به طور مثال، در صنایع فولادسازی، اغلب از فروسیلیسیم سایز ۱۰ تا ۶۰ میلی متر استفاده می شود.
۳- انواع فروسیلیس بر اساس درصد وزنی
همانطور که در قسمت «فروسیلیس چیست» اشاره کردیم، طبق تعریف استاندارد ملی ایران، مقدار سیلیسیوم موجود در فروسیلیسیم می تواند بین ۸ تا ۹۵ درصد جرمی متغیر باشد. درصد وزنی مورد نیاز، با توجه به کاربرد انتخاب می شود، ولی بیشترین درخواست از ۱۵ تا ۹۰ درصد است.
لازم است بدانید پرتقاضاترین گریدهای فروسیلیس، گریدهای ۷۰ و ۷۵ درصد است که در این میان، محبوب ترین گرید، فروسیلیس حاوی ۷۵ درصد وزنی سیلیکون (فروسیلیسیم ۷۵ درصد) یا FeSi75 است.
ترکیب شیمیایی فروسیلیس طبق استاندارد ملی ایران
طبق استاندارد ملی ایران شماره ۵۸۲۵، ترکیبات فروسیلیس یا آنالیز فروسیلیس باید مطابق آنچه در جدول زیر مشخص شده است باشد.
| شناسه ۱ | ترکیب شیمیایی فروسیلیس (درصد) | |||||||||
| Si | Al | P (max) | S (max) | C (max) | Mn۲ (max) | Cr۲ (max) | Ti۲ (max) | |||
| بیش از | تا و شامل | بیش از | تا و شامل | |||||||
| FeSi10 FeSi15 FeSi25 FeSi45 FeSi50 FeSi65 | ۸ ۱۴ ۲۰ ۴۱ ۴۷ ۶۳ | ۱۳ ۲۰ ۳۰ ۴۷ ۵۱ ۶۸ | – – – – – – | ۰/۲ ۱ ۱/۵ ۲ ۱/۵ ۲ | ۰/۱۵ ۰/۱۵ ۰/۱۵ ۰/۰۵ ۰/۰۵ ۰/۰۵ | ۰/۰۶ ۰/۰۶ ۰/۰۶ ۰/۰۵ ۰/۰۵ ۰/۰۴ | ۲ ۱/۵ ۱ ۰/۲ ۰/۲ ۰/۲ | ۳ ۱.۵ ۱ ۱ ۰/۸ ۰/۴ | ۰/۸ ۰/۸ ۰/۸ ۰/۵ ۰/۵ ۰/۴ | ۰/۳۰ ۰/۳۰ ۰/۳۰ ۰/۳۰ ۰/۳۰ ۰/۳۰ |
| FeSi75Al1 FeSi75Al1.5 FeSi75Al2 FeSi75Al3 FeSi90Al1 FeSi90Al2 | ۷۲ ۷۲ ۷۲ ۷۲ ۸۷ ۸۷ | ۸۰ ۸۰ ۸۰ ۸۰ ۹۵ ۹۵ | – ۱ ۱/۵ ۲ – ۱/۵ | ۱ ۱/۵ ۲ ۳ ۱/۵ ۳ | ۰/۰۵ ۰/۰۵ ۰/۰۵ ۰/۰۵ ۰/۰۵ ۰/۰۴ ۰/۰۴ | ۰/۰۴ ۰/۰۴ ۰/۰۴ ۰/۰۴ ۰/۰۴ ۰/۰۴ | ۰/۱۵ ۰/۱۵ ۰/۲۰ ۰/۲۰ ۰/۱۵ ۰/۱۵ | ۰/۵ ۰/۵ ۰/۵ ۰/۵ ۰/۵ ۰/۵ | ۰/۳ ۰/۳ ۰/۳ ۰/۵ ۰/۲ ۰/۲ | ۰/۲۰ ۰/۲۰ ۰/۳۰ ۰/۳۰ ۰/۳۰ ۰/۳۰ |
| ۱-Designation 2- مقادیر Mn، Cr ، Ti ممکن است به نحو دیگری مشخص شده باشند. این مقادیر در این جدول تنها جنبه اطلاعاتی دارد. | ||||||||||
فروسیلیس چگونه تولید می شود؟
فروسیلیس، ترکیبی از مواد کربنی (مانند کُک)، قراضه های آهن و کوارتز (سیلیس / SiO2) به عنوان مواد خام است که توسط کوره الکتریکی ذوب می شود و آلیاژ فروسیلیس (سیلیسوم-آهن) را می سازد. فرآیند تولید فروسیلیس را می توان اینگونه توضیح داد:
- در کوره بلند یا کوره قوس الکتریکی با احیای سیلیسیم دی اکسید (SiO2) با کک و در حضور آهن (معمولا ضایعات آهن یا سنگ آهن)، فروسیلیسیوم مذاب تولید می شود.
- مواد مذابی که در کوره تولید می شود، قالب گیری شده و به شکل ورقی مسطح و جامد در می آید.
- ورقه تولیدی پس از سرد شدن توسط ماشین آلات مناسب خرد می شود.
- سپس قطعات خردشده در دستگاه سنگ شکن پردازش می شود.
اندازه ذرات فروسیلیسیم متغیر است. به طور کلی، فروسیلیسیوم به صورت کلوخه و یا به صورت ذرات خرد و سرندشده تولید می شود. در نهایت، فروسیلیسیم با توجه به کاربردهای مختلف الک می شود. گستره دانه بندی فروسیلیس متغیر بوده و باید طبق رواداری و تلرانس اعلام شده در استانداردهای ملی یا بین‌المللی باشد.
نکته: دانه بندی مشخص برای فروسیلیسیم با استفاده از الک فولادی انجام می گیرد که چشمههای آن مربع شکل است.
کاربرد فروسیلیس در فولادسازی
فروسیلیسم، یکی از آلیاژهای اصلی و کاربردی در تولید شمش فولادی است. نقش فروسیلیس در فولاد سازی به صورت زیر است:
اکسیژن زدایی – فروسیلیکون باعث حذف سریع اکسیژن از فولاد مذاب می شود. اکسیژن زدایی در مرحله آخر ساخت فولاد انجام می شود تا از به وجود آمدن حفره های گازی و در نتیجه اکسایش فولاد جلوگیری کند.
بهبود عملکرد محصول – استفاده از فروسیلیس، روشی مناسب برای اضافه کردن سیلیکون به فولاد (به عنوان یک عنصر آلیاژی) و بهبود خواص فولاد است.
کاهش سرباره – وجود سیلیسیم در ساخت فولادهای زنگ نزن (استنلس استیل)، اکسیدهای کروم را در مواد مذاب کاهش داده و همچنین بازیابی کروم فلزی را بهبود می بخشد.
کاهش هزینه سوخت – بعضی از تولیدکنندگان فولاد، فروسیلیس را به موادمذاب اضافه می کنند تا با سوزاندن آن گرما در کوره بیشتر شود. در نتیجه‌ی این کار، هزینه انرژی کاهش می یابد.
کاربرد فرو سیلیس در صنایع مختلف
علاوه بر مصارف فروسیلیس در فولادسازی، دیگر کاربردهای رایج آن به شرح زیر است:
ریخته گری و تولید چدن: برای تلقیح و عامل جوانه زا در صنعت چدن استفاده می شود. در تولید چدن داکتیل نیز فروسیلیکون یک تلقیح مهم (برای کمک به رسوب گرافیت) و عامل جوانه زا است.
صنعت فروآلیاژ: به عنوان عامل کاهنده در تولید فروآلیاژ استفاده می شود. نه تنها میل ترکیبی شیمیایی بین سیلیکون و اکسیژن زیاد است، بلکه محتوای کربن فروسیلیسیم با سیلیکون بالا بسیار کم است. بنا بر این، فرو سیلیسیم با سیلیکون بالا (یا آلیاژ سیلیسی) یک کاهش دهنده معمول در تولید فروآلیاژهای کم کربن محسوب می شود.
جایگزینی منیزیم در CaO.MgO: فرو سیلیکات، معمولا در فرآیند ذوب منیزیم در دمای بالا استفاده می شود. هر یک تن منیزیم حدود ۱.۲ تن فروسیلیکات مصرف می کند که تاثیر زیادی در تولید دارد.
تولید الکترود: برای ساخت پوشش های الکترود نیز از فروسیلیس استفاده می شود.
پردازش الماس: فروسیلیکون مورد استفاده برای این منظور به صورت پودر است. فروسیلیس پودر شده به اندازه ای با آب مخلوط می شود تا چگالی آن به چگالی الماس نزدیک شود. هنگامی که چگالی مورد نظر به دست آمد، مواد حاوی الماس در مخلوط غوطه ور می شوند. سپس، مخلوط به چرخش در می آید تا فرآیند جداسازی گرانشی آغاز شود. اگرچه بعد از اجرای این روش به پردازش بیشتری برای بازیابی الماس نیاز است، اما استفاده از پودر فروسیلیس نیز یک روش موثر برای پردازش و جداسازی اولیه الماس می باشد.
تولید کنندگان فروسیلیس در ایران
تولید فروسیلیسوم در شرکت های تولیدکننده فروآلیاژها انجام می شود. تولیدکنندگان فروآلیاژها با بهره گیری از دانش روز و تجهیزات پیشرفته، امکان تولید انواع فروآلیاژ از جمله فروسیلیس را دارند. از جمله مهم ترین کارخانه های تولید فروسیلیس و دیگر فروآلیاژها می توان به کارخانه های زیر اشاره کرد.
لیست کارخانه های فروسیلیس در ایران:
۱- شرکت صنایع فروآلیاژ ایران: واقع در استان لرستان، شهرستان ازنا، تولیدکننده سالیانه ۶۰۰۰۰ تن فروسیلیسیم در ایران است. محصول تولیدی این کارخانه به فروسیلیس ازنا معروف می باشد.
۲- کارخانه فروآلیاژ تام: در تولید فروسیلیس، انواع فروآلیاژ و انواع فراورده های کربنی مورد استفاده صنایع ریخته‌گری و فولاد فعال است.
۳- تولیدکننده فروسیلیس و فروآلیاژ کاویان: شرکت فروسیلیس کاویان با تولید سالیانه ۱۶،۰۰۰ تن، در شهرستان ساوه واقع شده است و به کارخانه فروسیلیس ساوه معروف است.
۴- شرکت تولید فروسیلیس غرب پارس: یکی از شرکت های زیرمجموعه هلدینگ مدیکو است که با هدف تولید بخشی از فروسیلیس ایران و صادرات این محصول به دیگر کشورها تاسیس شد. محصول این شرکت با نام فرو سیلیس همدان در بازار شناخته می شود.
۵- شرکت تولید فروسیلیسیم خمین: کارخانه فروسیلیس خمین با ظرفیت اسمی اولیه تولید 12.000 تن فروسیلیسیم در شهرک صنعتی خمین در استان مرکزی مشغول به فعالیت است.
۶- شرکت تولید فروسیلیس و فروآلیاژ اکسین: یکی از تولیدکنندگان فرو سیلیس ایران می باشد که فعالیت خود را در منطقه صنعتی ذوب آهن اصفهان آغاز کرد و انواع فروسیلیسیم با دانه بندی مختلف را تولید و عرضه می کند.
۷- شرکت آلیاژگستر هامون: در زمان تاسیس، به عنوان پنجمین کارخانه فعال در زمینه تولید فروسیلیسیم فعالیت خود را آغاز کرد و اکنون به یکی از برندهای صادراتی موفق فروآلیاژ در کشور تبدیل شده است.
قیمت فروسیلیس
عناصر اصلی ساخت فروسیلیسیم، کک، قراضه آهن و سیلیسیم است. در نتیجه، قیمت این عناصر به عنوان مواد اولیه، عامل اصلی در تعیین قیمت فروسیلیس است.
پارامتر دیگر که بر قیمت فروسیلیس تاثیرگذار است، نوع دانه بندی فروسیلیس، درصد وزنی سیلیسیم در محصول و مقدار عناصر ناخواسته موجود در آن است.
به طور مثال، قیمت فروسیلیس با دانه بندی ریز (مثلا فروسیلیس ۳ تا ۱۰) کمتر از قیمت فروسیلیس با دانه بندی درشت (مثلا ۱۰ تا ۶۰) است.
با این حال، قیمت روز این محصول به صورت روزانه نوسان دارد که اغلب، ناشی از نوسان قیمت مواد اولیه، نوسان قیمت در سطح جهانی و تاثیر بازار ارز و دلار می باشد. به همین دلیل، توصیه می کنیم قیمت این محصول و قیمت انواع فروآلیاژها را به صورت روزانه و از منابع معتبر دنبال کنید. در صفحه زیر می توانید قیمت روز انواع فروآلیاژ، از جمله قیمت فروسیلیس را مشاهده کنید.
مشاهده قیمت و خریدانواع مواداولیه در تولید شمش فولادی
آهن ملل؛ مرکز فروش فروآلیاژ و فروسیلیس به صورت آنلاین و حضوری
قیمت فروآلیاژسخن آخر
فروسیلیس، یک نوع فروآلیاژ است که از ترکیب آهن و سیلیسیم به وجود می آید. این فروآلیاژ به عنوان منبع سیلیسیم در فولادسازی و صنایع مختلف به منظور اکسیژن زدایی، عامل جوانه زا، عامل کاهنده، کاهش هزینه سوخت و به طور کل برای بهبود کیفیت محصول، کاربرد فراوانی دارد. انواع فروسیلیس از نظر اندازه و ترکیب عناصر متفاوت است، اما بیشترین کاربرد آن، فروسیلیس سایز ۱۰ تا ۶۰ میلی متر ۷۵درصد می باشد.
سوالات متداول
فروسیلیکون چیست؟
فروسیلیکن یا فروسیلیس و یا فروسیلیسیم، همگی اشاره به یک محصول دارند. این محصول از ترکیب آهن و سیلیسیم به وجود می آید. آلیاژ فروسیلیسیوم معمولا برای صنایع فولاد سازی و ریخته‌گری کاربرد دارد.
کاربرد فروسیلیس در فولاد سازی
فروسیلیس، یک اکسیژن زدای مهم و ضروری در صنعت فولادسازی است. دیگر کابردهای آن، علاوه بر اکسیژن زدایی، شامل کاهش سرباره، کاهش هزینه سوخت و بهبود کیفیت محصول است.
تولیدکنندگان فروسیلیس در ایران کدامند؟
یکی از محصولاتی که کارخانه های تولیدکننده فروآلیاژها تولید می کنند، فروسیلیس است. از جمله این کارخانه ها می توان به صنایع فروآلیاژ ایران، فروآلیاژ کاویان، فروآلیاژ اکسین و … اشاره کرد.
