硅铁 百科内容来自于: 百度百科

硅铁就是铁和硅组成的铁合金。 硅铁是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料,用电炉冶炼制成的铁硅合金。由于硅和氧很容易化合成二氧化硅,所以硅铁常用于炼钢时作脱氧剂,同时由于SiO2生成时放出大量的热,在脱氧的同时,对提高钢水温度也是有利的。同时,硅铁还可作为合金元素加入剂,广泛应用于低合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中,硅铁在铁合金生产及化学工业中,常用作还原剂。

硅(台湾、香港称矽)是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体,同素异形体有无定形硅和结晶硅。属于元素周期表上IVA族的类金属元素。
晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4g/cm3,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质。硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在 结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。
硅的用途:
①高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷。 可应用于军事武器的制造第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时磨擦产生的高温,全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。
③光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维,激光在玻璃纤维的通路里,无数次的全反射向前传输,代替了笨重的电缆。光纤通信容量高,一根头发丝那么细的玻璃纤维,可以同时传输256路电话,它还不受电、磁干扰,不怕窃听,具有高度的保密性。光纤通信将会使 21世纪人类的生活发生革命性巨变。
④性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅,可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表,涂一层薄薄的有机硅塑料,可以防止青苔滋生,抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑,便是经过有机硅塑料处理表面的,因此永远洁白、清新。
有机硅化合物,是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中,以硅氧键(-Si-0-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上。
有机硅材料具有独特的结构:
(1) Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来;
(2) C-H无极性,使分子间相互作用力十分微弱;
(3) Si-O键长较长,Si-O-Si键键角大。
(4) Si-O键是具有50%离子键特征的共价键(共价键具有方向性,离子键无方向性)。 由于有机硅独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业,其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。随着有机硅数量和品种的持续增长,应用领域不断拓宽,形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系,许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。 有机硅材料按其形态的不同,可分为:硅烷偶联剂(有机硅化学试剂)、硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性剂)、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、硅树脂、复合物等。
发现 1822年,瑞典化学家白则里用金属钾还原四氟化硅,得到了单质硅。

构成

铁和硅组成的铁合金(以硅石、钢、焦碳为原料,经过1500-1800度高温还原的硅熔于铁液中,形成硅铁合金)。是冶炼行业重要的合金品种。
硅铁按硅及其杂质含量,分为21个牌号,其化学成分如下表:(根据GB/T 2272-2009)
牌号
化学成分(质量分数)/%
Si
Al
Ca
Mn
Cr
P
S
C
Ti
Mg
Cu
V
Ni
不大于
FeSi90Al1.5
87.0~95.0
1.5
1.5
0.4
0.2
0.040
0.020
0.20
FeSi90Al3.0
87.0~95.0
3.0
1.5
0.4
0.2
0.040
0.020
0.20
FeSi75Al0.5-A
74.0~80.0
0.5
1.0
0.4
0.3
0.035
0.020
0.10
FeSi75Al0.5-B
72.0~80.0
0.5
1.0
0.5
0.5
0.040
0.020
0.20
FeSi75Al1.0-A
74.0~80.0
1.0
1.0
0.4
0.3
0.035
0.020
0.10
FeSi75Al1.0-B
72.0~80.0
1.0
1.0
0.5
0.5
0.040
0.020
0.20
FeSi75Al1.5-A
74.0~80.0
1.5
1.0
0.4
0.3
0.035
0.020
0.10
FeSi75Al1.5-B
72.0~80.0
1.5
1.0
0.5
0.5
0.040
0.020
0.20
FeSi75Al2.0-A
74.0~80.0
2.0
1.0
0.4
0.3
0.035
0.020
0.10
FeSi75Al2.0-B
72.0~80.0
2.0
0.5
0.5
0.040
0.020
0.20
FeSi75-A
74.0~80.0
0.4
0.3
0.035
0.020
0.10
FeSi75-B
72.0~80.0
0.5
0.5
0.040
0.020
0.20
FeSi65
65.0~72.0
0.6
0.5
0.040
0.020
FeSi45
40.0~47.0
0.7
0.5
0.040
0.020
TFeSi75-A
74.0~80.0
0.03
0.03
0.10
0.10
0.020
0.004
0.020
0.015
TFeSi75-B
74.0~80.0
0.10
0.05
0.10
0.05
0.030
0.004
0.020
0.04
TFeSi75-C
74.0~80.0
0.10
0.10
0.10
0.10
0.040
0.005
0.030
0.05
0.10
0.10
0.05
0.40
TFeSi75-D
74.0~80.0
0.20
0.05
0.20
0.10
0.040
0.010
0.020
0.04
0.02
0.10
0.01
0.04
TFeSi75-E
74.0~80.0
0.50
0.50
0.40
0.10
0.040
0.020
0.050
0.06
TFeSi75-F
74.0~80.0
0.50
0.50
0.40
0.10
0.030
0.005
0.010
0.02
0.10
0.10
TFeSi75-G
74.0~80.0
1.00
0.05
0.15
0.10
0.040
0.003
0.015
0.04

用途

(1)在炼钢工业中用作脱氧剂和合金剂。为了获得化学成分合格的钢和保证钢的质量,在炼钢的最后阶段必须进行脱氧,硅和氧之间的化学亲和力很大,因而硅铁是炼钢较强的脱氧剂用于沉淀和扩散脱氧。在钢中添加一定数量的硅,能显著的提高钢的强度、硬度和弹性,因而在冶炼结构钢(含硅0.40-1.75%)、工具钢(含SiO.30-1.8%)、弹簧钢(含SiO.40-2.8%)和变压器用硅钢(含硅2.81-4.8%)时,也把硅铁作为合金剂使用。 同时改善夹杂物形态减少钢液中气体元素含量,是提高钢质量、降低成本、节约用铁的有效新技术。特别适用于连铸钢水脱氧要求,实践证明,硅铁不仅满足炼钢脱氧要求,还具有脱硫性能且具有比重大,穿透力强等优点。
硅铁

硅铁

此外,在炼钢工业中,利用硅铁粉在高温下烯烧能放出大量热这一特点,常作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。
(2)在铸铁工业中用作孕育剂和球化剂。铸铁是现代工业中一种重要的金属材料,它比钢便宜,容易熔化冶炼,具有优良的铸造性能和比钢好得多的抗震能力。特别是球墨铸铁,其机械性能达到或接近钢的机械性能。在铸铁中加入一定量的硅铁能阻止铁中形成碳化物、促进石墨的析出和球化,因而在球墨铸铁生产中,硅铁是一种重要的孕育剂(帮助析出石墨)和球化剂。
(3)铁合金生产中用作还原剂。不仅硅与氧之间化学亲和力很大,而且高硅硅铁的含碳量很低。因此高硅硅铁(或硅质合金)是铁合金工业中生产低碳铁合金时比较常用的一种还原剂。
(4)75#硅铁在皮江法炼镁中常用于金属的高温冶炼过程中,将CaO.MgO中的镁置换出来,每生产一吨金属镁就要消耗1.2吨左右的硅铁,对金属镁生产起着很大的作用。
(5)在其他方面的用途。磨细或雾化处理过的硅铁粉,在选矿工业中可作为悬浮相。在焊条制造业中可作为焊条的涂料。高硅硅铁在化学工业中可用于制造硅酮等产品。
在这些用途中,炼钢工业、铸造工业和铁合金工业是硅铁的最大用户。它们共消耗约90%以上的硅铁。在各种不同牌号的硅铁中,目前应用最广的是75%硅铁。在炼钢工业中,每生产1t钢大约消耗3-5kg75%硅铁。

成份

牌号 化学成分
Si Al Ca Mn Cr P S C
范围 不大于
FeSi75AI1.0-b 72.0-80.0 1 1 0.5 0.5 0.04 0.02 0.2
FeSi75AI1.5-b 72.0-80.0 1.5 1 0.5 0.5 0.04 0.02 0.2

标准

国际硅铁标准(ISO 5445-80) 表1、硅铁牌号和化学成分
牌号
化学成分,%

  

  

  

  

  

  

  

  

  
Si
Al
P
S
C
Mn­­
Cr
Ti

  

  

  
>
>

  

  

  

  

  

  
FeSi10
8.0
13.0

  
0.2
0.15
0.06
2.0
3.0
0.8
0.3
FeSi15
14.0
13.0

  
1.0
0.15
0.06
1.5
1.5
0.8
0.3
FeSi25
20.0
20.0

  
1.5
0.15
0.06
1.0
1.0
0.8
0.3
FeSi45
41.0
30.0

  
2.0
0.05
0.05
0.2
1.0
0.5
0.3
FeSi50
47.0
47.0

  
1.5
0.05
0.05
0.2
0.8
0.5
0.3
FeSi65
63.0
51.0

  
2.0
0.05
0.04
0.2
0.4
0.4
0.3
FeSi75Al
72.0
68.0

  
1.0
0.05
0.04
0.15
0.5
0.3
0.3
FeSi75Al1.5
72.0
80.0
1.0
1.5
0.05
0.04
0.15
0.5
0.3
0.3
FeSi75Al2
72.0
80.0
1.5
2.0
0.05
0.04
0.2
0.5
0.3
0.3
FeSi75Al3
72.0
80.0
2.0
3.0
0.05
0.04
0.2
0.5
0.5
0.3
FeSi90Al1
87.0
95.0

  
1.5
0.04
0.04
0.15
0.5
0.2
0.3
FeSi90Al2
87.0
95.0
1.5
3.0
0.04
0.04
0.15
0.5
0.2
0.3
注:如无另外规定,则这些数值仅为资料列出。 表2、硅铁的颗粒粒度
等级
粒度范围/?
过细粒度(最大)%
过粗粒度(最大)/%

  
总量
<3.15?

  

  

  
1
100-315
20
6
10(在两个或3个方向上,不得有超过规定粒度范围最大极限值×1.15的粒度)
2
75-200
20
6

  
3
35-100
18
6

  
4
10-75
18
7

  
5
3.15-35
8
8

  
6
3.15-10
10
10

  
7
3.15-6.3
10
10

  
8
3.15

  

  

  
注:按组批的产品,各炉之间含硅量相差不得超过3%(绝对值)。

冶炼

硅铁是以焦炭屑、石英(或硅石)为原料,用电炉冶炼制成的。钢铁英才网传统炼制硅铁时,是将硅从含有SIO2的硅石中还原出来。冶炼硅铁大多使用冶金焦作还原剂,钢屑是硅铁的调节剂。
生产一吨硅铁原料及电能消耗为:
硅石:1780-1850kg
焦炭:890-930kg
钢屑:220-230kg
电极糊: 45-55kg
电耗: 8400-9000kwh/t

应用

硅铁在钢工业、铸造工业及其他工业生产中被广泛应用。
硅铁是炼钢工业中必不可少的脱氧剂。炬钢中,硅铁用于沉淀脱氧和扩散脱氧。砖坯铁还作为合金剂用于炼钢中。钢中添加一定数量的硅,能显著提高钢的强度、硬度和弹性,提高钢的磁导率,降低变压器钢的磁滞损耗。一般钢中含硅0.15%-0.35%,结构钢中含硅0.40%~1.75%,工具钢中含硅0.30%~1.80%,弹簧钢中含硅0.40%~2.80%,不锈耐酸钢中含硅3.40%~4.00%,耐热钢中含硅1.00%~3.00%,硅钢中含硅2%~3%或更高。
高硅硅铁或硅质合金在铁合金工业中用作生产低碳铁合金的还原剂。硅铁加入铸铁中可作球墨铸铁的孕育剂,且能阻止碳化物形成,促进石墨的析出和球化,改善铸铁性能。
此外,硅铁粉在选矿工业中可作悬浮相使用,在焊条制造业中作焊条的涂料;高硅硅铁在电气工业中可用制备半导体纯硅,在化学工业中可用于制造硅酮等。
在炼钢工业中,每生产一吨钢大约消耗3~5kg75%硅铁。
熔点:75FeSi为1300℃
硅铁中含有少量磷的金属化合物,如磷化钙等,在车船运输或仓库储存时,如果受潮,可放出磷化氢,使仓内或周围人群中毒。磷化氢中毒严重时可致人死亡。 

标准

信息

标准号 StandardNo: GB/T 2272-2009
中文标准名称 StandardTitle in Chinese: 硅铁
英文标准名称: Ferrosilicon
发布日期 IssuanceDate: 2009-7-8
实施日期 ExecuteDate: 2010-4-1
首次发布日期 FirstIssuance Date: 1980-12-31
标准状态 StandardState: 现行
复审确认日期 ReviewAffirmance Date:
计划编号 Plan No: 20063497-T-605
代替国标号 ReplacedStandard: GB/T 2272-1987
被代替国标号 ReplacedStandard:
废止时间 RevocatoryDate:
采用国际标准号 AdoptedInternational Standard No: ISO 5445:1980
采标名称 AdoptedInternational Standard Name: 硅铁 规格和交货条件
采用程度 ApplicationDegree: MOD
采用国际标准 AdoptedInternational Standard: ISO
国际标准分类号(ICS): 77.100
中国标准分类号(CCS): H42
标准类别 StandardSort: 产品
标准页码 Number ofPages:
标准价格(元) Price(¥):
主管部门 Governor: 中国钢铁工业协会
归口单位 TechnicalCommittees: 全国钢标准化技术委员会
起草单位 DraftingCommittee: 武钢(集团)森泰通山冶金有限公司、腾达西北铁合金有限责任公司、冶金工业信息标准研究院、湖北华尔靓浦项硅科技有限公司、中钢集团吉林铁合金股份有限公司

范围

本标准规定了硅铁的技术要求、试验方法、检验规则、包装、储运、标志和质量证明书。
本标准适用于炼钢和铸造作脱氧或合金元素加人剂及金属镁等行业使用的硅铁。

引用

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可适用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 3650 铁合金验收、包装、储运、标志和质量证明书的一般规定
GB/T 4010 铁合金化学分析用试样的采取和制备(GB/T 4010-1994,neq ISO 4552:1987)
GB/T 4333.1 硅铁化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅量
GB/T 4333.2 硅铁化学分析方法 铋磷钼蓝光度法测定磷量
GB/T 4333.3 硅铁化学分析方法 铋磷钼蓝光度法测定磷量
GB/T 4333.4 硅铁化学分析方法 铬天青S光度法、EDTA测定法和火焰原子吸收光谱法(GB/T 4333.4-2007,ISO 4139,1987 )
GB/T 4333.6 硅铁化学分析方法 二苯基碳酰二肼光度法测定铬量
GB/T 4333.7 硅铁化学分析方法 色层分离硫酸钡重量法测定硫量
GB/T 4333.8 硅铁化学分析方法 原子吸收光谱法测定
GB/T 4333.9 硅铁化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定铝量
GB/T 4333.10 硅铁化学分析方法 红外线吸收法测定碳量
……
$firstVoiceSent
- 来自原声例句
小调查
请问您想要如何调整此模块?

感谢您的反馈,我们会尽快进行适当修改!
进来说说原因吧 确定
小调查
请问您想要如何调整此模块?

感谢您的反馈,我们会尽快进行适当修改!
进来说说原因吧 确定