Metallic Silicon (Si) gegnir mikilvægu hlutverki í stálframleiðslu, fyrst og fremst sem adeoxandi efni, málmblöndu, ogframmistöðuaukandi. Hér að neðan eru lykilforrit þess og aðferðir við framleiðslu á stáli:
1. Deoxidation (sleif málmvinnsla)
Hlutverk:Kísil hvarfast við uppleyst súrefni í bráðnu stáli til að myndastSilicon Dioxide (Sio₂), að draga úr porosity og bæta stálgæði.
Viðbrögð:
2SI+O2 → 2SiO22SI+O2 → 2SiO2
Kostir:
Kemur í veg fyrir gasbólur (td Co) meðan á storknun stendur og dregur úr göllum í lokaafurðum.
Oft notað samhliða áli (AL) til samverkandi deoxíðunar.
2. Alloying Element í sérstökum stáli
Silicon Steel (Rafmagnsstál):
Samsetning:2–4,5% Si.
Aðgerð:MinnkarHysteresis tapog bætir segul gegndræpi.
Forrit:Transformer kjarna, rafmótorar og rafalar.
Ryðfrítt stál:
Samsetning:0. 2–2% si.
Aðgerð:Bætir oxunarþol og háhita styrk.
3. Bæta vélrænni eiginleika
Styrkur og hörku:Kísil styrkir ferrít (-Fe) með því að herða fast lausn.
Sveigjanleiki:Stýrt kísilinnihald (~ {{0}}.
4. Auka tæringu og hitaþol
Oxunarþol:Myndar verndandi sio₂ lag á stálflötum við hátt hitastig.
Forrit:
Hitaþolið stál fyrir kötlum, hverfla og útblásturskerfi.
Bifreiðar útblásturshlutar (td hvata breytir).
5. Kísil í steypujárni
Grátt steypujárn:
Samsetning:1–3% Si.
Hlutverk:Stuðlar að grafítmyndun, bæta vinnslu og titringsdemp.
Sveigjanlegt steypujárn:
Samsetning:2–3% Si.
Hlutverk:Auðveldar hnúta grafítmyndun (með magnesíummeðferð), sem eykur hörku.
6. Kísil sem afoxunarefni
Ferrosilicon (FESI):
Kísil-járn ál (45–75% Si) notuð til að draga úr málmoxíðum (td cr₂o₃ í framleiðslu ryðfríu stáli).
Viðbragðsdæmi:
3fesi +2 cr2o3 → 4cr +3 sio 2+3 fe3fesi +2 cr2 o3 → 4cr +3 siO2 +3 fe
7. Stjórn á samsetningu gjalls
Silicon aðlagar seigju gjalls og grundvallaratriði við stálframleiðslu, bætir desulfurization og óhreinindi.
Lykilstál einkunnir sem nota sílikon
| Stáltegund | Si innihald | Lykileiginleikar | Forrit |
|---|---|---|---|
| Rafmagnsstál | 2–4.5% | Mikil segul gegndræpi, lítið kjarnatap | Transformers, mótorar, rafalar |
| Ryðfrítt stál (304) | 0.3–1% | Oxunarþol, háhitastyrkur | Eldhúsbúnaður, efnistankar |
| Vor Stál (SAE 9254) | 1.2–2% | Þreytuþol, mýkt | Ökutæki stöðvun, iðnaðarsprettur |
| Hitaþolið stál | 0.5–2.5% | Stöðugleiki við hátt hitastig | Virkjanir, loft- og geimhlutir |
Sameining framleiðsluferla
Aðal stálframleiðsla:
Kísil (oft semFerrosilicon) er bætt við á meðanHreyfingarstig sleifarfyrir deoxidation.
Aukahreinsun:
Aðlagar kísilefni til að uppfylla forskriftir (td rafmagnsstál).
Steypu/veltingur:
Silicon-auðgað stál er varpað í plötur eða rúllað í blöð til vinnslu downstream.
Áskoranir og sjónarmið
Oxunartap kísils:Óhóflegt súrefni í bráðnu stáli neytir kísils og þarfnast nákvæmrar stjórnunar á ferlinu.
Myndun í steypujárni: Overly high silicon (>3%) geta óstöðugleika sementít og dregið úr hörku.
Kostnaður:Aukefni með mikla hreinleika auka framleiðslukostnað, sérstaklega fyrir úrvalseinkunnir.
Umhverfis- og efnahagsleg áhrif
Endurvinnsla:Kísilríkt stál rusl er endurtekið til að endurheimta sílikon og draga úr eftirspurn eftir hráefni.
Nýjungar:Þróun lág-kísilstáls til að draga úr kostnaði án þess að skerða afköst.
