اگر تا به حال در تولید فولاد، کار ریخته‌گری یا حتی ساخت قطعات چدن داکتیل برای ماشین‌ها و ماشین‌آلات مشغول بوده‌اید، احتمالاً با فروسیلیکون مواجه شده‌اید. من یک تامین کننده فرو سیلیکون هستم، و در طول سال ها، دیده ام که چگونه این آلیاژ بی ادعا محصولی یکسان نیست. این بخش به بخش‌های خاص بازار تقسیم می‌شود، که هر کدام خواسته‌ها، مشخصات، و کاربران نهایی خود را دارند-بنابراین درک این بخش‌ها برای تامین‌کنندگانی مانند من و افرادی که به دنبال خرید محصول مناسب برای کارشان هستند، کلیدی است. بیایید دقیقاً مشخص کنیم چه کسانی از فروسیلیکون استفاده می کنند، به چه چیزی نیاز دارند، و چگونه درجه ها و فرم های مختلف در هر بخش قرار می گیرند.
ابتدا، اجازه دهید با اصول اولیه شروع کنیم: فرو سیلیکون آلیاژی از آهن و سیلیکون است که معمولاً 15٪ تا 90٪ محتوای سیلیکون دارد. بیشتر به عنوان یک اکسید کننده (اکسیژن را از فلز مذاب حذف می کند) و یک عامل آلیاژی (سیلیکون را برای افزایش خواص فلز اضافه می کند) استفاده می شود. اما همه فروسیلیکون ها یکسان نیستند - ترکیب، محتوای کربن و شکل فیزیکی آن بسته به قسمتی که برای آن ساخته شده است تغییر می کند. اگر در این زمینه تازه کار هستید، صفحه ما را در این مورد بررسی کنیدصنعت فرو سیلیکوناولین قدم محکم برای پیچاندن سر در اطراف درون و برون فضا است.
بزرگترین بخش تا کنون؟ تولید فولاد. فولاد ستون فقرات ساخت و ساز، خودروسازی و تقریباً تمام صنایع سنگین است و فروسیلیکون در اینجا غیرقابل مذاکره است. هنگامی که فولاد در کوره قوس الکتریکی (EAF) یا کوره اکسیژن پایه (BOF) ساخته می شود، اکسیژن محلول در فلز مذاب وجود دارد که باعث ایجاد نقص هایی مانند تخلخل یا شکنندگی می شود. فرو سیلیکون با آن اکسیژن واکنش می دهد و آن را به سرباره سیلیس تبدیل می کند که به سمت بالا شناور می شود، که می توانید برای ساختن فولاد قوی و یکدست، آن را کاملاً از بین ببرید.
اما همه فولادها به فرو سیلیکون یکسان نیاز ندارند. برای فولاد سازه‌ای که در پل‌ها، ساختمان‌ها و میلگردها استفاده می‌شود، ما معمولاً فروسیلیکون استاندارد را ذخیره می‌کنیم که دارای محتوای سیلیکون در حدود 75٪ است (که رایج‌ترین درجه برای اکسید زدایی فولاد است). با این حال، برای فولاد ضد زنگ، محتوای کربن مهم است، فرو سیلیکون استاندارد دارای مقداری کربن است که مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ را از بین می برد. آنجاستسیلیکون فرو کربن کمموجود است: کمتر از 0.05٪ کربن دارد، بنابراین برای فولاد ضد زنگ و فولادهای ویژه که در ظروف پخت و پز، تجهیزات شیمیایی و قطعات هوافضا استفاده می شوند، عالی است. یک نکته سریع در اینجا: طی 10 سال گذشته، فشار جهانی برای فولاد با استحکام بالا برای پروژه‌های انرژی سبز (مانند برج‌های توربین بادی و قاب‌های پانل‌های خورشیدی) تقاضا برای فروسیلیکون در اینجا را سالانه حدود 12 درصد افزایش داده است - بنابراین این بخش تنها بزرگ‌تر می‌شود.
در مرحله بعد، صنعت ریخته گری، و به طور خاص تولید چدن داکتیل. آهن داکتیل (که به آن آهن گره‌ای نیز می‌گویند) این روزها در همه جا وجود دارد - بلوک‌های موتور، لوله‌ها، چرخ دنده‌ها، حتی قطعات تجهیزات کشاورزی - زیرا ارزان‌تر از فولاد است اما نسبت به چدن معمولی انعطاف‌پذیرتر و بادوام‌تر است. راز نام چدن داکتیل؟ عوامل کروی، که افزودنی هایی هستند که پوسته های گرافیت موجود در آهن را به کره های کوچک تبدیل می کنند، بنابراین فلز به جای شکستن خم می شود. عامل اصلی کروی سازی برای اکثر ریخته گری ها منیزیم است، اما برای بدست آوردن چگالی و واکنش پذیری مناسب با فروسیلیکون مخلوط می شود.
این بخش به شدت به دو محصول ما متکی است: اول،بلوک آهن سیلیکونیکه یک فرم فشرده و آسان برای جابجایی از فرو سیلیکون است که ریخته‌گری‌ها می‌توانند مستقیماً به ملاقه‌های آهن مذاب خود بیفزایند (یک پیروزی بزرگ برای کارایی). دوم، ما آن را داریممقدمه ای کوتاه بر عوامل کرویصفحه ای در سایت ما، که نحوه جفت شدن فروسیلیکون با منیزیم برای آهن شکل پذیر را توضیح می دهد. من با ریخته‌گری‌هایی کار کرده‌ام که قطعات کوچک و سفارشی را برای پیمانکاران محلی اجرا می‌کنند و آنها بلوک‌ها را ترجیح می‌دهند زیرا اندازه‌گیری دقیقی دارند و به اندازه فروسیلیکون پودری گرد و غبار ایجاد نمی‌کنند. با این حال، برای ریخته‌گری‌های لوله در مقیاس بزرگ، گاهی اوقات از ترکیبی از بلوک‌ها و فروسیلیکون دانه‌ای برای مراحل مختلف فرآیند استفاده می‌کنند.
بخش کوچکتر اما فوق تخصصی تولید فلزات غیرآهنی است. این شامل صنایع آلومینیوم، مس و سرب می شود، جایی که فروسیلیکون به عنوان یک اکسید زدا و عامل آلیاژی نیز عمل می کند. برای ذوب آلومینیوم، افزودن مقدار کمی فرو سیلیکون، اکسیژن و هیدروژن باقیمانده را حذف می کند، که باعث ایجاد حباب در ورق های آلومینیومی و نقص فویل می شود که مواد را برای بسته بندی یا قطعات هوافضا غیرقابل استفاده می کند. در تولید مس، فرو سیلیکون به حذف ناخالصی‌هایی مانند آهن و گوگرد کمک می‌کند که منجر به مس خالص‌تر برای سیم‌کشی برق می‌شود (نوعی که خانه و تلفن شما را تامین می‌کند).
این بخش نسبت به فولاد یا ریخته‌گری جایگاه ویژه‌تری دارد، اما ثابت است، زیرا آن دسته از فلزات غیرآهنی در تقاضای زیادی برای باتری‌های خودروهای برقی سبز (EV) استفاده می‌کنند که از چندین تن آلومینیوم و مس استفاده می‌کنند، بنابراین نیاز آنها به فلزات تمیز و بدون اکسیداسیون در حال افزایش است. من از سال 2020 شاهد افزایش 8 درصدی سفارشات تولیدکنندگان غیرآهنی نسبت به سال گذشته بوده‌ام که عمدتاً به تولید خودروهای برقی مرتبط است.
سپس بخش تولید متالورژی فراتر از فولاد و ریخته گری است که شامل تولید فروآلیاژهایی مانندفروتیتانیوم. صبر کنید، فروتیتانیوم ترکیبی از آهن، تیتانیوم و گاهی سیلیکون است، درست است؟ بله، ما فروسیلیکون را با سنگ تیتانیوم ترکیب می کنیم تا آن را بسازیم، بنابراین فروسیلیکون ما یک ماده خام اصلی در اینجا است. فروآلیاژها خواص خاصی را به فلزات دیگر اضافه می کنند: برای مثال فروتیتانیوم در فولاد ضد زنگ برای افزایش استحکام آن در دماهای بالا استفاده می شود، بنابراین برای منیفولدهای اگزوز در خودروها و قطعات موتور جت بسیار مناسب است.
این بخش کوچک است اما برای تولید رده بالا حیاتی است. اگر چیزی می‌سازید که نیاز به مقاومت در برابر گرمای شدید یا استرس شدید دارد، از فروآلیاژی استفاده می‌کنید که متکی به فروسیلیکون است. بسیاری از تولیدکنندگان ویژه فلزات مخصوصاً برای فروسیلیکون 90٪ سیلیکون ما به ما مراجعه می کنند، که محتوای آلومینیوم بسیار پایینی دارد - آلومینیوم می تواند ترکیب فروآلیاژها را به هم بزند، به طوری که درجه خلوص بالا در اینجا تقاضای بالایی دارد.
همچنین بخش‌های ثانویه کوچک‌تری وجود دارد که قابل ذکر است. به عنوان مثال، صنایع شیمیایی از فروسیلیکون به عنوان ماده خام برای تولید سیلان استفاده می کنند که در سیلانت ها، چسب ها و محصولات عایق رطوبتی سیلیکونی استفاده می شود. این بخش بزرگی از تجارت ما نیست - شاید 5٪ از کل سفارشات - اما قابل اعتماد است زیرا محصولات سیلیکونی در ساخت و ساز، لوازم آرایشی و لوازم الکترونیکی استفاده می شود. بخش کوچک دیگر صنعت الکترود جوشکاری است: فرو سیلیکون به میله های جوش اضافه می شود تا قوس را تثبیت کند و کیفیت جوش را بهبود بخشد، اگرچه در سال های اخیر با ظهور فناوری های جدید جوش، این مقدار کمی کاهش یافته است.
اکنون، بیایید در مورد آنچه که من به عنوان یک تامین کننده در طول سال ها یاد گرفته ام صحبت کنیم - چیزی که اگر فقط به داده های بازار نگاه کنید به راحتی از دست می رود. بخش‌های مختلف نیازهای کاملاً متفاوتی دارند، بنابراین فقط ارسال یک محموله فروسیلیکون عمومی نیست. برای کارخانه های فولاد، آنها به دسته های بزرگ و ثابت نیاز دارند، بنابراین ما فروسیلیکون سیلیکونی 75% استاندارد خود را به صورت فله و آماده ارسال در کیسه های 25 تنی یا 50 تنی ذخیره می کنیم. برای ریخته‌گری‌ها، به‌ویژه کارخانه‌های کوچک، ممکن است فقط به محموله‌های 1 تنی یا 5 تنی نیاز داشته باشند، و اغلب بلوک‌ها را ترجیح می‌دهند، زیرا راحت‌تر می‌توانند در ملاقه‌هایشان بارگیری شوند، بدون اینکه تجهیزاتشان خراب شود.
من همچنین مشتری چند سال پیش در صنعت لوله های چدن داکتیل داشتم که به من گفت که از یک رقیب به فروسیلیکون کم کربن ما تغییر داده اند زیرا بلوک های ما رطوبت کمتری را جذب می کنند. رطوبت موجود در فرو سیلیکون هنگام برخورد با آهن مذاب باعث انفجار می شود، بنابراین این یک معامله ایمنی بزرگ است زیرا ریخته گری ها نمی توانند از عهده خرابی یا حوادث برآیند. این همان جزئیاتی است که بیش از درصد سیلیکون اهمیت دارد.
چیز دیگر: پایداری در حال حاضر هر بخش را تغییر می دهد. کارخانه های فولاد تحت فشار برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای هستند، بنابراین بسیاری از آنها به جای BOF به EAF تغییر می دهند، به این معنی که آنها به گریدهای فروسیلیکون متفاوتی نیاز دارند که با فولاد بازیافتی بهتر کار کنند. ریخته‌گری‌ها همچنین به دنبال روش‌های اقتصاد دایره‌ای هستند، بنابراین فروسیلیکونی را می‌خرند که بازیافت آن آسان‌تر است یا با تولید کربن کمتر ساخته می‌شود. به همین دلیل است که ما خطوط تولید خود را به طور مداوم به روز می کنیم - سال گذشته، ما یک فروسیلیکون کم کربن "سبز" ساخته شده با انرژی تجدید پذیر اضافه کردیم، و در حال حاضر به یکی از پرفروش ترین کارخانه های فولادی تبدیل شده است که بر روی پایداری متمرکز شده اند.
بنابراین، اگر در هر یک از این بخش‌ها خریدار هستید، تشخیص اینکه در کدام بخش هستید اولین قدم برای به دست آوردن محصول مناسب است. اگر فولاد سازه‌ای می‌سازید، فروسیلیکون استاندارد ۷۵ درصد بهترین گزینه است. اگر در حال ساخت قطعات چدن داکتیل هستید، به ترکیبی از فروسیلیکون و مواد کروی کننده نیاز دارید، بنابراین صفحه ما را بررسی کنید.مقدمه ای کوتاه بر عوامل کرویبرای بیشتر اگر از فولاد ضد زنگ یا فلزات غیرآهنی استفاده می کنید، گریدهای کم کربن ضروری هستند. و اگر روی یک فروآلیاژ ویژه مانند فروتیتانیوم کار می کنید، بلوک های آهنی سیلیکونی با خلوص بالا همان چیزی است که شما نیاز دارید.
در پایان روز، من آنقدر در این تجارت بوده‌ام که بدانم فرو سیلیکون فقط یک کالا نیست، بلکه بخش کلیدی تقریباً هر محصول فلزی است که استفاده می‌کنید. خواه ماشینی باشد که رانندگی می‌کنید، لوله‌ای که آب شما را حمل می‌کند یا فولادی در یک توربین بادی، با نوع مناسب فروسیلیکون شروع می‌شود که با بخش مناسب مطابقت دارد. اگر مطمئن نیستید که کدام محصول با نیازهای شما مطابقت دارد، یا به دنبال تامین کننده ای هستید که بتواند با حجم خاص یا اهداف پایداری شما کار کند، در ارتباط با آن تردید نکنید. ما دهه‌ها تجربه در تمام این بخش‌ها داریم، بنابراین می‌توانیم به شما کمک کنیم دقیقاً آنچه را که نیاز دارید پیدا کنید.
مراجع:
- انجمن جهانی فولاد (2023). روند تولید جهانی فولاد بروکسل، بلژیک
- انجمن صنایع ریخته گری. (2022). تجزیه و تحلیل بازار آهن داکتیل. شیکاگو، IL.
- موسسه بین المللی آلومینیوم (2023. گزارش تقاضای اکسیدکننده فلزات غیرآهنی). ژنو، سوئیس.
- انجمن تولیدکنندگان فرو آلیاژ. (2022). الزامات مواد اولیه فروآلیاژی تخصصی. لندن، انگلستان
- وزارت انرژی آمریکا (2023. تقاضای مواد معدنی حیاتی برای فناوری های انرژی سبز). واشنگتن دی سی
