1. مقدمه اساسی
فروآلیاژ آلیاژی است که از یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی و عنصر آهن تشکیل شده است. فروآلیاژها با توجه به طبقه بندی عناصر اصلی موجود در آنها به سری های مختلفی مانند سری سیلیکونی، سری منگنز و سری کروم تقسیم می شوند. فروآلیاژ یک ماده فلزی نیست که بتوان مستقیماً از آن استفاده کرد، بلکه عمدتاً به عنوان یک اکسید زدا و عامل آلیاژی در طول فولادسازی برای حذف اکسیژن و گوگرد اضافی در فولاد مذاب و بهبود کیفیت و عملکرد فولاد استفاده می شود.
اکسید کننده: در زمان فولادسازی از دمش اکسیژن و روش های دیگر برای کربوره کردن آب و حذف ناخالصی های مضر مانند فسفر و گوگرد استفاده می شود. این فرآیند باعث افزایش محتوای اکسیژن در فولاد مذاب می شود. اکسیژن بیش از حد باعث کاهش خواص مکانیکی فولاد می شود. عناصری را اضافه کنید که نسبت به آهن دارای نیروی اتصال قوی تری با اکسیژن هستند و اکسیدهای آنها به راحتی از فولاد مذاب به صورت سرباره تخلیه می شود تا اکسیژن از فولاد مذاب خارج شود. این فرآیند اکسیداسیون نامیده می شود. برای این منظور از سیلیکون، منگنز و آلیاژهای کروم استفاده می شود.
عامل آلیاژی: عناصر آلیاژی نه تنها می توانند میزان ناخالصی فولاد را کاهش دهند، بلکه ترکیب شیمیایی فولاد را نیز تنظیم می کنند. عناصر یا آلیاژهایی که برای تنظیم ترکیب شیمیایی فولاد به فولاد آلیاژی استفاده می شوند، عوامل آلیاژی نامیده می شوند. عناصر آلیاژی رایج عبارتند از سیلیکون، منگنز، کروم، مولیبدن، وانادیم، تیتانیوم، تنگستن، کبالت، بور، نیوبیم و غیره. گریدهای فولادی حاوی عناصر آلیاژی مختلف و محتویات آلیاژی دارای خواص و کاربردهای متفاوتی هستند.
سیلیکون می تواند الاستیسیته و نفوذپذیری مغناطیسی فولاد را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، بنابراین هنگام ذوب فولاد ساختاری، فولاد ابزار، فولاد فنر و فولاد سیلیکونی برای ترانسفورماتورها، از آلیاژهای مبتنی بر سیلیکون استفاده می شود. منگنز می تواند شکنندگی فولاد را کاهش دهد، عملکرد پردازش گرم فولاد را بهبود بخشد و استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش فولاد را بهبود بخشد. هیچ فولادی بدون منگنز وجود ندارد. منگنز مصرفی صنعت فولاد بیش از 90 درصد تولید آن را تشکیل می دهد. منگنز یک ماده خام اساسی کاربردی و ضروری برای تولید فولاد با کیفیت بالا است. در طول فرآیند ساخت فولاد، می تواند ناخالصی هایی مانند گوگرد و اکسیژن را حذف کند و با افزایش استحکام، سختی، مقاومت در برابر سایش و سایر خواص، خواص فیزیکی فولاد را بهبود بخشد. در حال حاضر عنصر دیگری که بتواند جایگزین نقش منگنز در فرآیند تولید فولاد شود، وجود ندارد.
2. مواد اولیه تولید
مواد اولیه اصلی برای تولیدفروسیلیسفلس سیلیس، کربن آبی و اکسید آهن است. در میان آنها، سیلیس منبع اصلی عنصر سیلیکون (Si) در فروسیلیکون است. کربن آبی عمدتاً به عنوان یک عامل کاهنده کربن برای کاهش عنصر سیلیکون در سیلیس استفاده می شود. مقیاس اکسید آهن عمدتاً به عنوان یک ماده حاوی آهن برای تنظیم ترکیب فروسیلیکون به ویژه عنصر آهن استفاده می شود. محتوا، علاوه بر ترویج کاهش سیلیس در سیلیس.
مواد اولیه اصلی برای تولیدآلیاژ منگنز-سیلیکوناز سنگ معدن منگنز، کک، سیلیس و غیره تشکیل شده است. در این میان سنگ معدن منگنز منبع اصلی عنصر منگنز (Mn) در آلیاژ منگنز-سیلیکون است. کک در تولید داروی منگنز-سیلیکون و فروسیلیکون نقش دارد و عمدتاً به عنوان یک عامل کاهش دهنده استفاده می شود. سیلیس منبع اصلی عنصر سیلیکون (Si) در آلیاژ منگنز-سیلیکون است. منبع
3. فرآیند تولید
روش های زیادی برای تولید فروآلیاژ وجود دارد و اکثر محصولات فروآلیاژی با استفاده از پیرومتالورژی تولید می شوند. با توجه به تجهیزات ذوب مورد استفاده، روش های عملیاتی و منابع حرارتی، عمدتاً انواع زیر وجود دارد: روش کوره بلند، روش کوره الکتریکی (کوره قوس زیر آب)، روش کوره الکتریکی (کوره قوس الکتریکی) و روش مبدل اکسیژن.
