Ferrosilicon (FeSi) juri diversi proprjetajiet kimiċi minħabba l-komponenti ewlenin tiegħu - silikon(Si)Uħadid (Fe)- u l-istruttura tal-liga. Ir-reattività tagħha hija affettwata mill-kontenut tas-silikon (tipikament 45-90% Si), impuritajiet (eż. Al, C, Ca) u kundizzjonijiet ambjentali. Dawn li ġejjin huma l-proprjetajiet kimiċi ewlenin:
1. Imġieba ta 'ossidazzjoni
Reattività bl-ossiġnu:
Is-silikon jossidizza aktar preferibbilment mill-ħadid fl-arja jew f'ambjent b'ħafna ossiġnu:
Si+O2→SiO2 (ΔH<0, экзотермическая реакция).
Passivazzjoni tal-wiċċ: Saff irqiq jifforma fuq il-wiċċSiO₂(silika), li tipproteġi l-liga minn aktar ossidazzjoni f'temperaturi moderati.
Ossidazzjoni f'temperatura għolja: F'temperaturi 'l fuq minn 1200 grad, l-ossidazzjoni taċċellera, u tifforma taħlitiet ta' FeO u SiO₂.
2. Reazzjoni bl-ilma/umdità
Produzzjoni tal-idroġenu:
Ferrosilicon jirreaġixxi bil-mod mal-ilma jew bl-umdità, u jirrilaxxa gass tal-idroġenu (H₂), speċjalment taħt kundizzjonijiet alkalini:
FeSi+4H2O→Fe(OH)3+SiO2+2H2↑
Periklu: L-akkumulazzjoni ta' l-idroġenu toħloq periklu ta' splużjoni; Il-ħażna teħtieġ ambjent niexef u ventilat.
Fatturi tal-veloċità: Kontenut ogħla ta 'silikon u partiċelli iżgħar iżidu r-rata ta' reazzjoni.
3. Reattività aċiduża
Aċidi qawwija (HCl, H₂SO₄):
Ferrosilicon jinħall, jirrilaxxa l-idroġenu u jifforma silikati u melħ tal-ħadid:
FeSi+6HCl→FeCl2+SiCl4+3H2↑
Aċidu nitriku (HNO₃):
Passivates il-wiċċ minħabba l-formazzjoni ta 'saff ta' silika, jnaqqas aktar reazzjoni.
4. Reattività għall-alkali
Alkali qawwija (NaOH, KOH):
Irreaġixxi mas-silikon biex tifforma silikati u idroġenu:
Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑
Il-ħadid prattikament ma jirreaġixxix f'soluzzjonijiet alkalini.
5. Proprjetajiet ta' aġenti li jnaqqsu
Qawwa għolja li tnaqqas:
Is-silikon fil-ferrosilicon jaġixxi bħala aġent ta 'tnaqqis qawwi fil-proċessi metallurġiċi:
Produzzjoni tal-manjeżju (proċess Pidgeon):
2MgO (dolomit kalċinat)+FeSi→2Mg↑+Ca2SiO4+Fe
Produzzjoni tal-azzar: Inaqqas l-ossidu tal-ħadid (FeO) u impuritajiet oħra fl-azzar imdewweb.
6. Interazzjoni mal-gagazza
Formazzjoni tal-gagazza:
Matul il-proċess tal-produzzjoni tal-azzar, ferrosilicon jirreaġixxi mal-komponenti tal-ossiġnu u tal-gagazza (eż. CaO, Al₂O₃) biex jiffurmaw silikati kumplessi:
SiO2+CaO→CaSiO3 (komponent tal-gagazza).
Gagazza likwidu: Jirregola l-viskożità tal-gagazza biex tneħħi b'mod effettiv l-impuritajiet.
7. Effett tal-karbonju u impuritajiet
Kontenut tal-karbonju:
Gradi baxxi tal-karbonju (C Inqas minn jew ugwali għal 0.2%) jimminimizzaw il-karburizzazzjoni mhux intenzjonata tal-azzar.
Kontenut għoli ta' karbonju jista' jwassal għall-formazzjoni ta' karburi (eż. SiC) f'temperaturi elevati.
Aluminju (Al):
Iżżid id-deossidazzjoni iżda tista 'tifforma inklużjonijiet ta' alumina mhux mixtieqa (Al₂O₃) fl-azzar.
Fosfru (P) u kubrit (S):
Ikkontrollat strettament (<0,04% P, <0,02% S) во избежание охрупчивания конечной продукции.
8. Stabbiltà termali
Dekompożizzjoni:
Стабилен в стандартных условиях, но разлагается при очень высоких температурах (>1600 grad) bir-rilaxx tal-fwar tas-silikon.
Reazzjoni ma 'refrattarji:
Ferrosilicon imdewweb jista' jissaddad refrattarji bażiċi (eż. kisi bbażati fuq MgO).
9. Imġieba tad-doping
Kompatibilità tal-metall:
Jifforma taħlitiet ewtektiċi bil-ħadid, li jbaxxi l-punt tat-tidwib.
Faċilment liga b'metalli ta 'tranżizzjoni (eż. Mn, Cr) biex jipproduċu azzar speċjali.
Deskrizzjoni qasira tar-reazzjonijiet ewlenin
Tip ta' reazzjoni Ekwazzjoni kimika Applikazzjoni/riskju
OssidazzjoniSi + O₂ → SiO₂ Passivazzjoni, formazzjoni ta 'gagazza
Reazzjoni bl-ilmaFeSi + H₂O → SiO₂ + Fe(OH)ₓ + H₂↑ Periklu ta’ splużjoni tal-idroġenu
Dissoluzzjoni ta 'aċiduFeSi + HCl → FeCl₂ + SiCl₄ + H₂↑ Dissoluzzjoni analitika, rilaxx ta’ H₂
Tnaqqis (MgO)2MgO + FeSi → 2Mg↑ + Ca₂SiO₄ + Fe Produzzjoni tal-manjeżju (Pidgeon)
Implikazzjonijiet prattiċi
Ħażna: Għandu jkun niexef biex jipprevjeni l-formazzjoni ta' H₂.
Produzzjoni tal-azzar: Il-kapaċità qawwija ta 'deoxidizing tas-silikon ittejjeb il-kwalità tal-azzar.
Sigurtà: It-trab minn ferrosilicon imfarrak huwa fjammabbli ħafna; Li taħdem magħha fil-forma ta 'trab fin teħtieġ atmosfera inerta.