इस्पात निर्माण में फेरोसिलिकॉन का अनुप्रयोग

फेरोसिलिकॉन (FeSi) अपनी दोहरी कार्यक्षमता के कारण आधुनिक इस्पात निर्माण प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है -डीऑक्सीडाइज़रऔरमिश्र धातु एजेंट. इसके अनुप्रयोग के क्षेत्रों के बारे में विस्तृत जानकारी नीचे दी गई है:

1. विजारण

उद्देश्य: सरंध्रता और समावेशन जैसे दोषों को रोकने के लिए पिघले हुए स्टील से घुलित ऑक्सीजन (O₂) को हटाना।

तंत्र: सिलिकॉन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके सिलिका (SiO₂) बनाता है, जो स्लैग में तैरता है:
Si+O2→SiO2 (एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया)।

एल्यूमीनियम पर लाभ:

फार्मतरल लावा, स्टील की सफाई में सुधार।

निरंतर कास्टिंग के दौरान नोजल के बंद होने की संभावना कम होती है।

विशिष्ट खुराक: 3-5 किलोग्राम FeSi प्रति टन स्टील (स्टील ग्रेड के आधार पर समायोज्य)।

2. मिश्रधातु

एक मिश्रधातु तत्व के रूप में सिलिकॉन:
बेहतर गुण:

ताकत और कठोरता: सिलिकॉन तन्य शक्ति बढ़ाता है (जैसे संरचनात्मक स्टील्स)।

चुम्बकीय भेद्यता: के लिए महत्वपूर्णविद्युत स्टील्स(3-5% Si) ट्रांसफार्मर और मोटरों में उपयोग किया जाता है।

संक्षारण प्रतिरोध: सिलिकॉन के ऑक्सीकरण प्रतिरोध से स्टेनलेस स्टील को लाभ होता है।

सामान्य स्टील ग्रेड:

सिलिकॉन स्टील (जैसे M15): विद्युत चुम्बकीय अनुप्रयोगों के लिए 2.5-4.5% Si शामिल है।

स्प्रिंग स्टील (जैसे 55Si7): 1.5-2.5% Si लोच और थकान शक्ति में सुधार करता है।

3. लावा संशोधन

लावा तरल:

फेरोसिलिकॉन से SiO₂ स्लैग के मुख्य घटकों (जैसे CaO) के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम सिलिकेट (CaSiO₃) बनाता है, जिससे स्लैग की चिपचिपाहट कम हो जाती है।

फ़ायदा: अशुद्धियों (एस, पी) और गैर-धातु समावेशन का प्रभावी निष्कासन।

4. लागत प्रभावी सिलिकॉन एडिटिव

शुद्ध सिलिकॉन पर लाभ:

निचला गलनांक (शुद्ध सी के लिए 1200-1400 डिग्री बनाम 1414 डिग्री) पिघले हुए स्टील में तेजी से घुलना सुनिश्चित करता है।

लौह तत्व एक वाहक के रूप में कार्य करता है, जिससे ऊर्जा की खपत कम हो जाती है।

5. इस्पात निर्माण में फेरोसिलिकॉन ग्रेड का उपयोग किया जाता है

सामग्री सी मुख्य अनुप्रयोग
FeSi7572-80% उच्च शुद्धता डीऑक्सीडेशन, मिश्र धातु स्टील्स
FeSi6565-72% सामान्य प्रयोजन डीऑक्सीडेशन, कम लागत वाले स्टील्स
FeSi4540-47% फाउंड्री, बुनियादी कार्बन स्टील्स

6. प्रक्रिया एकीकरण

ऑक्सीजन फर्नेस (बीओएफ):

सिलिकॉन सामग्री को डीऑक्सीडाइज और विनियमित करने के लिए भरने के दौरान जोड़ा गया।

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (ईएएफ):

संरचना के सटीक नियंत्रण के लिए मिश्रधातु चरणों के दौरान उपयोग किया जाता है।

करछुल धातुकर्म:

FeSi पाउडर डालकर सिलिकॉन स्तर को ठीक करें।

7. आर्थिक और पर्यावरणीय प्रभाव

लागत बचत:

महंगे एल्युमीनियम-आधारित डीऑक्सीडाइज़र पर निर्भरता कम हुई।

पर्यावरण मित्रता:

एल्यूमीनियम की तुलना में कम कार्बन फ़ुटप्रिंट (FeSi उत्पादन एल्यूमीनियम के लिए ~15 tCO₂/t की तुलना में ~8-10 tCO₂/t उत्सर्जित करता है)।

प्रमुख लाभों का संक्षिप्त विवरण

सुविधा लाभ
विजारणस्वच्छ स्टील, कम दोष
मिश्रधातुबेहतर यांत्रिक और विद्युत चुम्बकीय गुण
स्लैग नियंत्रणअशुद्धियों का प्रभावी निष्कासन
आर्थिक दक्षताविकल्पों की तुलना में ऊर्जा और सामग्री की लागत में कमी