Ferrossilício

O FeSi é uma ferro-liga , um composto de ferro e silício em que o teor em peso do silício está entre 15% e 90%, sendo o Si 75% o mais utilizado. Eles representam 3/4 do uso de silício (excluindo SiO 2 ) e 20% da produção de ferroligas.

Pode-se notar que, uma vez que o silício metálico é produzido da mesma forma que o ferrossilício, ele é considerado uma ferroliga.

Obtendo

Dois métodos de produção coexistem:

• Produção por alto-forno . Esses altos-fornos se distinguem por sua carcaça em material refratário ácido . O teor de silício do ferro fundido está entre 10 e 17%.
• Produção em forno elétrico a arco por redução de SiO 2 na presença de ferro. As matérias-primas são quartzo ou areia , sucata , com coque , carvão ou coque de petróleo . O teor de silício varia de 15 a 95%. A eletricidade é de 20 a 25% dos custos de produção (8500 kWh / ton de FeSi com 75%). A sílica ativa produzida é recuperada para desenvolver concreto de alto desempenho onde aumenta a fluidez , a resistência à compressão (que passa, após 28 dias, de 20−40  MPa para 60-120  MPa ) e diminui a permeabilidade .

Uso na indústria do aço

O ferrossilício é um produto destinado à indústria do aço , onde sua alta densidade e baixo custo o tornam um elemento de liga comum tanto em ferro fundido quanto em aços. No entanto, para esses dois produtos, a função do silício é muito diferente.

Usado na fundição , o ferrossilício fornece o silício que serve como elemento de liga no ferro fundido . Adicionado ao ferro fundido líquido, o silício atua como inoculante : evita a formação de cementita (Fe 3 C). Obtém- se assim ferros fundidos cinzentos , facilmente usináveis .

Em uma usina siderúrgica , o ferrossilício pode ter várias funções:

• adicionado ao conversor , será queimado ao soprar. Esta combustão é muito exotérmica e permitirá aquecer o aço líquido, de forma a poder, por exemplo, adicionar-lhe sucata ou elementos de liga.
• adicionado no início do tratamento para concha metalúrgica , acalma o aço líquido, ou seja, sua desoxidação, ao se combinar com o oxigênio dissolvido. O uso de ferrossilício como elemento calmante é sistemático para aços inoxidáveis (por sua compatibilidade química com o cromo ) e para fundição contínua de produtos longos (onde é um desoxidante suficiente e mais econômico que o alumínio , utilizado em produtos planos)
• após acalmar, o ferrossilício fornece o silício que servirá como elemento de liga (produção de folhas de grão orientado, estabilização de carbono para evitar a formação de cementita, etc.)

O cálcio frequentemente presente no ferrossilício também pode ter um papel metalúrgico complementar. Dependendo da metalurgia do aço, seu efeito é benéfico ou prejudicial.

Notas e referências

1. (fr) "  Description du silicium sur SFC.fr  " , SfC (acessado em 6 de novembro de 9 )
2. [PDF] "  Documento de Referência sobre as Melhores Técnicas Disponíveis: Processamento de Metais Ferrosos  " , Comissão Europeia ,outubro de 2014, p.  31
3. (fr) N. Kanda & K. Mpiana, "  Estudo sobre a fabricação de ferrosilício no baixo Congo  " , em http://docs.google.com , Boletim do centro de pesquisa geológica e de mineração,2004(acessado em 6 de novembro de 2009 )
4. (en) "  Processo de tratamento de ferro fundido em Pont-à-Mousson  " (acessado em 6 de novembro de 2009 )