پرش به محتوا

فروسیلیکون منیزیم: تفاوت میان نسخه‌ها

افزودن پیوند
از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
نمایش تاریخچه به صورت تعاملی
→ تفاوت قدیمی‌ترتفاوت جدیدتر ←
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
دیداریویکی‌متن
بدون خلاصۀ ویرایش
ابرابزار
خط ۱: خط ۱:
{{میان ویکی-نیاز}}
{{میان ویکی-نیاز}}


فروسیلیکون منیزیم (به انگلیسی:Ferrosilico Magnesium) از خانواده فروآلیاژها بوده وآلیاژ ذوب مجدد محسوب میشودکه از ترکیب سیلسیم ،منیزیم و آهن به دست آورده میشود ، نام دیگر آن (ندولارایزر) بوده یا گره ساز آلیاژ منیزیم می باشد ،این ماده به طور کلی دارای 5-7 درصد منیزیم ، 43-48 درصد سیلیس ،1.2 درصد آلومنیوم و 0.8 درصد کلسیم و درصد کمی خاک کمیاب افزوده شده در فروسیلیکات می باشد که سطحی همانند فلزات براق و مات دارد، همچنین نام دیگر آن فرومنیزیم است که به صورت کلوخه ها ی نقره ای و خاکستری رنگ نیز دیده میشود ، باید دقت نمود که تغییرات در رنگ در کلوخه ها می تواند نشان دهنده ناخالصی هایی در مقادیر قابل توجه در این محصول باشد. این فروآلیاژ از ترکیب منیزیم(Mg) ، سیلیس (Si) و آهن (Fe) تولید میشود و نام اختصاری آن FeSiMg می باشد که با تغییرات درصدی هرکدام از عناصر می تواند تغییر کند.این ماده را میتوان در بازار های صنعتی در بسته بندی های 25،50و 100 کیلوگرمی پیدا کردفروسیلیکون منیزیم دارای دمای ذوب بالایی در حد 1300 [[سلسیوس|درجه سانتی گراد]] می باشد که به آن ویژگی های خاصی می بخشد.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=فرو سیلیکو منیزیم چیست و چه کاربردی دارد؟ - آکادمی سناماین|نشانی=https://blog.sana-mine.com/%d9%81%d8%b1%d9%88-%d8%b3%db%8c%d9%84%db%8c%da%a9%d9%88-%d9%85%d9%86%db%8c%d8%b2%db%8c%d9%85/,%20https://blog.sana-mine.com/%D9%81%D8%B1%D9%88-%D8%B3%DB%8C%D9%84%DB%8C%DA%A9%D9%88-%D9%85%D9%86%DB%8C%D8%B2%DB%8C%D9%85/|تاریخ=2021-01-05|بازبینی=2024-04-28|کد زبان=fa-IR}}</ref> <ref>{{یادکرد وب|عنوان=فروسیلیکو منیزیم|نشانی=https://shayanmavad.ir/%D9%81%D8%B1%D9%88%D8%B3%DB%8C%D9%84%DB%8C%DA%A9%D9%88-%D9%85%D9%86%DB%8C%D8%B2%DB%8C%D9%85/|وبگاه=شایان مواد|تاریخ=2015-11-01|بازبینی=2024-04-28|کد زبان=fa-IR|نام=شایان|نام خانوادگی=مواد}}</ref><ref> Mills, Adelbert Phillo (1922) Materials of Construction: Their Manufacture and Properties, John Wiley & sons, inc, originally published by the University of Wisconsin, Madison</ref><ref>https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095965262035352X</ref>
فروسیلیکون منیزیم (به انگلیسی:Ferrosilico Magnesium) از خانواده فروآلیاژها بوده وآلیاژ ذوب مجدد محسوب میشودکه از ترکیب و آهن به دست آورده نام دیگر آن (ندولارایزر) بوده یا گره ساز آلیاژ منیزیم ماده کلی دارای درصد درصد سیلیس درصد آلومنیوم و درصد کلسیم و درصد کمی خاک کمیاب افزوده شده در فروسیلیکات که سطحی همانند فلزات براق و مات دارد، همچنین نام دیگر آن فرومنیزیم است که به صورت ی نقره ای و خاکستری رنگ نیز دیده باید دقت نمود که تغییرات در رنگ در نشان دهنده در مقادیر قابل توجه در این محصول باشد. این فروآلیاژ از ترکیب منیزیم(Mg)، سیلیس (Si) و آهن (Fe) تولید و نام اختصاری آن FeSiMg که با تغییرات درصدی هرکدام از عناصر تغییر کند.این ماده را در صنعتی در کیلوگرمی پیدا کردفروسیلیکون منیزیم دارای دمای ذوب بالایی در حد [[سلسیوس|درجه سانتی گراد]] که به آن خاصی .<ref>{{یادکرد وب|عنوان=فرو سیلیکو منیزیم چیست و چه کاربردی دارد؟ - آکادمی سناماین|نشانی=https://blog.sana-mine.com/--/,%20https://blog.sana-mine.com/--/|تاریخ=2021-01-05|بازبینی=2024-04-28|کد زبان=fa-IR}}</ref><ref>{{یادکرد وب|عنوان=فروسیلیکو منیزیم|نشانی=https://shayanmavad.ir/-/|وبگاه=شایان مواد|تاریخ=2015-11-01|بازبینی=2024-04-28|کد زبان=fa-IR|نام=شایان|نام خانوادگی=مواد}}</ref><ref>Mills, Adelbert Phillo (1922) Materials of Construction: Their Manufacture and Properties, John Wiley & sons, inc, originally published by the University of Wisconsin, Madison</ref><ref>https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095965262035352X</ref>


با توجه به اینکه عنصر منیزیم در دما بالاتر از 1000 درجه سلسیوس تبخیر میشود، این عنصر در حالت خالص می تواند میل شدیدی به ترکیب شدن با اکسیزن داشته باشد. به همین علت ان را به شکل آلیاژ درآورده و برای افزودن منیزیم به مذاب استفاده میکنند. در صنعت فروسیلیکون منیزیم را بسته به آزمون وخطا و تجربه اپراتور ، کمی قبل ا�� عملیات بارریزی به قالب اضافه میشود.پس از بارریزی و در حین انجماد، منیزیم توسط دانه های منیزیم جذب شده و گرافیت های ورقه ای (flake)به کروی (spheroid) تبدیل میشوند.<ref>[https://www.google.com/books/edition/Ferroalloys_and_Other_Additives_to_Liqui/w7jcKTc2n8IC?hl=en&gbpv=0 Ferroalloys and Other Additives to Liquid Iron and Steel]</ref>
با توجه به اینکه عنصر منیزیم در دما بالاتر از درجه سلسیوس تبخیر این عنصر در حالت خالص میل شدیدی به ترکیب شدن با اکسیزن داشته باشد. به همین علت ان را به شکل آلیاژ درآورده و برای افزودن منیزیم به مذاب استفاده . در صنعت فروسیلیکون منیزیم را بسته به آزمون وخطا و تجربه کمی قبل از عملیات بارریزی به قالب اضافه .پس از بارریزی و در حین انجماد، منیزیم توسط منیزیم جذب شده و ورقه ای (flake)به کروی (spheroid) تبدیل .<ref>[https://www.google.com/books/edition/Ferroalloys_and_Other_Additives_to_Liqui/w7jcKTc2n8IC?hl=en&gbpv=0 Ferroalloys and Other Additives to Liquid Iron and Steel]</ref>


== ویژگی های فروسیلیکون منیزیم ==
== فروسیلیکون منیزیم ==
فروسیلیکون منیزیم استحکام مکانیکی قابل توجهی دارد و قابلیت اکسیدزدایی و گوگردزدایی قوی را دارا است.
فروسیلیکون منیزیم استحکام مکانیکی قابل توجهی دارد و قابلیت اکسیدزدایی و گوگردزدایی قوی را دارا است.


این ماده توانایی اشتعال زایی بالایی دارد به طوری که تحت شرایط خاص جرقه میزند ولی باید به این توجه کرد که این [[آلیاژ]] اگر در حالت خشک باشد ، قابل احتراق نخواهد بود و در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت یا اسیدو باز منجر به تولید گازهای بسیار خطرناکی میشود،همچنین تنفس غبار و گاز تولیدی از اشتعال فروسیلیکون منیزیم در ریه ها و اعضای مخاطی ایجاد سوزش میکند و خطرات جبران ناپذیری به دنبال خواهد داشت. این ماده همچنین بوی مخصوص به خود را دارد که در بعضی مواقع آن را به همراه خود دارد و در بعضی مواقع بویی از آن شنیده نخواهد شد.<ref>[https://books.google.com/books?id=EVbaDhyYx5MC&pg=PA111&dq=ferrosilicon+magnesium&hl=en&newbks=1&newbks_redir=1&sa=X&ved=2ahUKEwj-xOr8-_uCAxXQXvEDHftIDqM4ChDoAXoECAwQAg ferrosilicon magnesium preduce]</ref>
این ماده توانایی اشتعال زایی بالایی دارد به طوری که تحت شرایط خاص جرقه ولی باید به این توجه کرد که این [[آلیاژ]] اگر در حالت خشک قابل احتراق نخواهد بود و در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت یا اسیدو باز منجر به تولید گازهای بسیار خطرناکی تنفس غبار و گاز تولیدی از اشتعال فروسیلیکون منیزیم در و اعضای مخاطی ایجاد سوزش و خطرات جبران ناپذیری به دنبال خواهد داشت. این ماده همچنین بوی مخصوص به خود را دارد که در بعضی مواقع آن را به همراه خود دارد و در بعضی مواقع بویی از آن شنیده نخواهد شد.<ref>[https://books.google.com/books?id=EVbaDhyYx5MC&pg=PA111&dq=ferrosilicon+magnesium&hl=en&newbks=1&newbks_redir=1&sa=X&ved=2ahUKEwj-xOr8-_uCAxXQXvEDHftIDqM4ChDoAXoECAwQAg ferrosilicon magnesium preduce]</ref>


ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مربوط به شکل ظاهری این فروآلیاژ عبارتند از : گرانول های فلزی خاکستری در اندازه های مختلف قرار دارند، در آستانه بودار بودن یا بدون بو بوده و در حالت گاز یا جامد مشتعل میشود. مشکلات گوارشی احتمالی در صورت تماس این فروآلیاز با پوست که برای رفع آن می بایست پوست را با آب و شوینده ملایم شستشو داد.در صورت احتمال تماس یافتن این ماده با چشم نیز باید ار محلول آب نمک استفاده نمود.
فیزیکی و شیمیایی مربوط به شکل ظاهری این فروآلیاژ عبارتند از: فلزی خاکستری در مختلف قرار دارند، در آستانه بودار بودن یا بدون بو بوده و در حالت گاز یا جامد مشتعل . مشکلات گوارشی احتمالی در صورت تماس این فروآلیاز با پوست که برای رفع آن پوست را با آب و شوینده ملایم شستشو داد.در صورت احتمال تماس یافتن این ماده با چشم نیز باید ار محلول آب نمک استفاده نمود.


برای خاموش اشتعال ناشی از این ماده میتوان از شن وماسه خشک ، CO2و پودر خشک استفاده نمود.باید به این توجه داشت که فروسیلیکون منیزیم در شکل گرانول های خشگ نیز قابلیت اشتعال پذیری نخواهد داشت.
برای خاموش اشتعال ناشی از این ماده از شن وماسه CO2و پودر خشک استفاده نمود.باید به این توجه داشت که فروسیلیکون منیزیم در شکل خشگ نیز قابلیت اشتعال پذیری نخواهد داشت.


=== ذخایر منیزیم در جهان ===
=== ذخایر منیزیم در جهان ===
یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده فروسیلیکو منیزیم فلز [[منیزیم]] است که تولید این آلیاژ به طور کسترده به وجود منابع این فلز وابسته است.
یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده فروسیلیکو منیزیم فلز [[منیزیم]] است که تولید این آلیاژ کسترده به وجود منابع این فلز وابسته است.


کل ذخایر جهانی سنگ معدن منیزیم تقریبا 570 میلیون تن فلز اسنت که به طور نابرابر توزیع شده است.ذخایر به طور کلی ذر جنوب آفریقا، اوکراین ، استرالیا واقع شده است.
کل ذخایر جهانی سنگ معدن منیزیم میلیون تن فلز اسنت که نابرابر توزیع شده است.ذخایر کلی ذر جنوب آفریقا، استرالیا واقع شده است.


== تولید فروسیلیکون ==
== تولید فروسیلیکون ==
به طور کلی در صنعت دو روش کلی تولید فروسیلیکون منیزیم وجود دارد. در روش اول، سنگ معدن کاسته شده دومولیت توسط فرآیند سیلیکوترمیک یا آلومینوسیلیکوترمیک احیا میشود.عوامل احیا کننده مورد استفاده شامل فروسیلیسم یا مخلوطی از فروسیلیسیم و آلومنیوم خواهد بود.
کلی در صنعت دو روش کلی تولید فروسیلیکون منیزیم وجود دارد. در روش اول، سنگ معدن کاسته شده دومولیت توسط سیلیکوترمیک یا آلومینوسیلیکوترمیک احیا .عوامل احیا کننده مورد استفاده شامل فروسیلیسم یا مخلوطی از فروسیلیسیم و آلومنیوم خواهد بود.


منیزیم تولید شده در فرآیند احیا با [[فروسیلیسیم]] اضافی واکنش داده و منیزیم سیلیسید (Mg2Si) تشکیل داده خواهد شد.این ترکیب با اضافه شدن آهن فروسیلیکون منیزیم را تشکیل خواهد داد.در این روش عواملی همچون میزان عامل احیا کننده و نوع فلاکس اضافه شده ([[سنگ آهک]] ،فلورسپار ، بو��سیت و کوارتزیت ) نقش مهمی را ایفا خواهند کرد.
منیزیم تولید شده در احیا با [[فروسیلیسیم]] اضافی واکنش داده و منیزیم سیلیسید (Mg2Si) تشکیل داده خواهد شد.این ترکیب با اضافه شدن آهن فروسیلیکون منیزیم را تشکیل خواهد داد.در این روش عواملی همچون میزان عامل احیا کننده و نوع فلاکس اضافه شده ([[سنگ آهک]] بوکسیت و کوارتزیت) نقش مهمی را ایفا خواهند کرد.


در دیگر روش مورد نظر فلز منیزیم را در فروسیلیس به شکل مذاب درآمده غوطه ور میکنند و به این ترتیب فروسیلیکون منیزیم تشکیل داده خواهد شد. در مقایسه دو روش آورده شده می توان به هزینه آن ها اشاره کرد که روش غوطه ور سازی مقرون به صرفه تر است.این روش امروزه به طور گسترده در صنعت استفاده میشود و با استفاده از آن میتوان فروسیلیسیم منیزیم حاوی 5 درصد منیزیم را با موفقیت تولید کرد.
در دیگر روش مورد نظر فلز منیزیم را در فروسیلیس به شکل مذاب درآمده غوطه ور و به این ترتیب فروسیلیکون منیزیم تشکیل داده خواهد شد. در مقایسه دو روش آورده شده به هزینه اشاره کرد که روش غوطه ور سازی مقرون به صرفه تر است.این روش امروزه گسترده در صنعت استفاده و با استفاده از آن فروسیلیسیم منیزیم حاوی درصد منیزیم را با موفقیت تولید کرد.


آلیاژهای فروسیلیکون منیزیم در کوره های القایی و در قالب های دایمی ریخته گری میشوندتا یکنواختی حاصل شود.تمامی فروسیلیکون های تولیدی با استفاده از طیف سنج فلویوررسانی اشعه ایکس،تجزیه و تحلیل میشوند تا اطمینان از کیفیت پایدار حاصل شود.
آلیاژهای فروسیلیکون منیزیم در القایی و در دایمی میشوندتا یکنواختی حاصل شود.تمامی تولیدی با استفاده از فلویوررسانی اشعه و تحلیل تا اطمینان از کیفیت پایدار حاصل شود.


== کاربرد های فروسیلیکون منیزیم ==
== فروسیلیکون منیزیم ==
گره ها عمدتا به عنوان افزودنی در مایع آهن در طول ریخته گری استفاده میشوند، که باعث میشود گرافیت کروی تقویت شده و باعث افزایش گرافیت های کروی میشود و از اثرات کروی شدن عناصر تداخل جلوگیری میکند که سبب بهبود خواص مکانیکی میشود. این ماده با افزودن اندکی از منیزیم به آهن فرآیند تبدیل پوسته های گرافیتی به مورفولوژی شبه کروی مورد نیاز را تسهیل می بخشد.
به عنوان افزودنی در مایع آهن در طول استفاده که باعث گرافیت کروی تقویت شده و باعث افزایش کروی و از اثرات کروی شدن عناصر تداخل جلوگیری که سبب بهبود خواص مکانیکی . این ماده با افزودن اندکی از منیزیم به آهن تبدیل گرافیتی به مورفولوژی شبه کروی مورد نیاز را تسهیل .


در آهن مذاب نقش گره زدایی گوگرد زدایی و گاززدایی و غیره را ایفا میکند.این ماده میتواند سطح خلوص ریخته گری آب را بهبود بخشد و ترکیبات بهتر یرا تولید کند.از این ماده به عنوان حذف کننده آرسنیک، روی و سرب نیز استفاده میشود. همچنین میتوان از ان در تولید فولا کربن ، فولاد سیلیکونی و فولاد ضدزنگ استفاده کرد. در صنعت متالوژی طیف استفاده از این آلیاژ بسیار گسترده است.در [[صنعت الکترونیک]] نیز به عنوان منبع سیلیکون خالص استفاده میشود دیگر استفاده از این آلیاژ در این صنعت می توان به تقویت کننده المنت باقی مانده که ناشی از میزان تحمل بالاتر فروسیلیسیم منیزیم به پرلیت(آلیاژ آهن و کربن ) اشاره کرد.به طور گسترده در تولید مواد ندولیزاسیون با کیفیت بالا استفاده میشود و کاربرد گسترده ای در تولید آهن SG و ریخته گری تخصصی آهن خاکستری برای صنعت خودرو پیدا میکند.
در آهن مذاب نقش گره زدایی گوگرد زدایی و گاززدایی و غیره را ایفا .این ماده سطح خلوص آب را بهبود بخشد و ترکیبات بهتر یرا تولید کند.از این ماده به عنوان حذف کننده آرسنیک، روی و سرب نیز استفاده . همچنین از ان در تولید فولا فولاد سیلیکونی و فولاد ضدزنگ استفاده کرد. در صنعت متالوژی طیف استفاده از این آلیاژ بسیار گسترده است.در [[صنعت الکترونیک]] نیز به عنوان منبع سیلیکون خالص استفاده دیگر استفاده از این آلیاژ در این صنعت به تقویت کننده المنت باقی مانده که ناشی از میزان تحمل بالاتر فروسیلیسیم منیزیم به پرلیت(آلیاژ آهن و کربن) اشاره کرد. گسترده در تولید مواد ندولیزاسیون با کیفیت بالا استفاده و کاربرد در تولید آهن SG و تخصصی آهن خاکستری برای صنعت خودرو پیدا .


استفاده از این محصول در افزایش فاز فریت و کاهش تردی قطعات،کاهش هزینه های [[عملیات حرارتی]] و بهبود قابلیت ماشین کاری و همچنین کاهش کاربید ها در ریخته گری مقاطع آزاد و بهبود کیفیت ریخته گری با افزایش جوانه زنی در مذاب نقش بسزایی دارد.
استفاده از این محصول در افزایش فاز فریت و کاهش تردی [[عملیات حرارتی]] و بهبود قابلیت ماشین کاری و همچنین کاهش در مقاطع آزاد و بهبود کیفیت با افزایش جوانه زنی در مذاب نقش بسزایی دارد.


از دیگر کابرد فروسیلیکومنیزیم میتوان به تصفیه فولاد،تولید فولاد های سیلیکونی و تولید فولاد های کربنی و عامل اتصال دهنده و استفاده در صنعت ذوب فولاد اشاره کرد.
از دیگر کابرد فروسیلیکومنیزیم به تصفیه سیلیکونی و تولید کربنی و عامل اتصال دهنده و استفاده در صنعت ذوب فولاد اشاره کرد.


== ارتباط میان فروسیلیکون منیزیم و چدن ==
== ارتباط میان فروسیلیکون منیزیم و چدن ==
این ماده در تولید چدن نشکن استفاده میشود که [[چدن]] های ساخته شده در سه سایز 2-5 میلیمتر و 5-15 میلیمتر و 5-30 میلیمتر دانه بندی میشود. فروسیلیکو منیزیم در صنایع ریخته گری و ذوب فلزات برای تولید چدن های داکتیل یا نشکن استفاده میشود. .این آمیژان نقش مهمی را در تامین منیزیم لازم را برای مذاب چدن ایفا میکند.ظرفیت تولید این محصول سالانه 6000 تن میباشد و با دانه بندی های مختلفی تولید میگردد. با اضافه نموندن فروسیلیکون منیزیم به آلیاژ چدن مقاومت گرافیت های تولید شده افزایش می یابد.که به این عمل گره زنی گفته میشود.گره زنی فرایند کنترل ساختار و ویژگی ها با استفاده از تغییر شکل گرافیت از پوسته ها به شبه کروی در چدن در طول انجماد است.
این ماده در تولید چدن نشکن استفاده که [[چدن]] ساخته شده در سه سایز میلیمتر و میلیمتر و میلیمتر دانه بندی . فروسیلیکو منیزیم در صنایع و ذوب فلزات برای تولید داکتیل یا نشکن استفاده . .این آمیژان نقش مهمی را در منیزیم لازم را برای مذاب چدن ایفا .ظرفیت تولید این محصول سالانه تن و با دانه مختلفی تولید . با اضافه نموندن فروسیلیکون منیزیم به آلیاژ چدن مقاومت تولید شده افزایش .که به این عمل گره زنی گفته .گره زنی فرایند کنترل ساختار و با استفاده از تغییر شکل گرافیت از به شبه کروی در چدن در طول انجماد است.


کاربرد اصلی فرومنیزیم تبدیل گرافیت های های ورقه ای به کروی در تولد چدن و افزایش استحکام آن ماده با استفاده از این روش است.این فرآیند سبب میشود تا استحکام ماده موردنظر از 40تا60 کیلوگرم بر متر مربع به 60تا110 کیلوگرم بر متر مربع برساند. در این فرآیند منیزیم توسط دانه های گرافیت جذب میشود و تنش سطحی را در ماده نظر تغییر میدهد ، این عمل سبب میشود تا شرایط رشد در تمام جهات یکنواخت شود ، از دیگر فواید این عمل می توان به بهبود دادن استحکام کششی قطعات اشاره کرد.
کاربرد اصلی فرومنیزیم تبدیل های ورقه ای به کروی در تولد چدن و افزایش استحکام آن ماده با استفاده از این روش است.این سبب تا استحکام ماده موردنظر از کیلوگرم بر متر مربع به کیلوگرم بر متر مربع برساند. در این منیزیم توسط گرافیت جذب و تنش سطحی را در ماده نظر تغییر این عمل سبب تا شرایط رشد در تمام جهات یکنواخت از دیگر فواید این عمل به بهبود دادن استحکام کششی قطعات اشاره کرد.


آلیاژ فروسیلیکون منیزیم نقش مهمی در تولید چدن گره دار دارد ، این ماده به عنوان یک ماده افزودنی، گرافیت چدن را به یک توپ متبلور تبدیل میکند.اگر گرافیت کروی در چدن گره ای پس از عملیات کروی سازی سیال چدنی باشد،استحکام بسیار بیشتر از چدن خاکستری خواهد بود،چقرمگی ان نیز بیشتر از چدن چکش خوار خواهد بود.
آلیاژ فروسیلیکون منیزیم نقش مهمی در تولید چدن گره دار این ماده به عنوان یک ماده افزودنی، گرافیت چدن را به یک توپ متبلور تبدیل .اگر گرافیت کروی در چدن گره ای پس از عملیات کروی سازی سیال چدنی بسیار بیشتر از چدن خاکستری خواهد ان نیز بیشتر از چدن چکش خوار خواهد بود.


= منابع =
= منابع =
{{پانویس}}
<references />
[[رده:منیزیم]]
[[رده:منیزیم]]

نسخهٔ ‏۳ مهٔ ۲۰۲۴، ساعت ۱۸:۱۵

فروسیلیکون منیزیم (به انگلیسی:Ferrosilico Magnesium) از خانواده فروآلیاژها بوده وآلیاژ ذوب مجدد محسوب میشودکه از ترکیب سیلسیم، منیزیم و آهن به دست آورده می‌شود، نام دیگر آن (ندولارایزر) بوده یا گره ساز آلیاژ منیزیم می‌باشد، این ماده به‌طور کلی دارای ۵–۷ درصد منیزیم، ۴۳–۴۸ درصد سیلیس ،۱٫۲ درصد آلومنیوم و ۰٫۸ درصد کلسیم و درصد کمی خاک کمیاب افزوده شده در فروسیلیکات می‌باشد که سطحی همانند فلزات براق و مات دارد، همچنین نام دیگر آن فرومنیزیم است که به صورت کلوخه‌ها ی نقره ای و خاکستری رنگ نیز دیده می‌شود، باید دقت نمود که تغییرات در رنگ در کلوخه‌ها می‌تواند نشان دهنده ناخالصی‌هایی در مقادیر قابل توجه در این محصول باشد. این فروآلیاژ از ترکیب منیزیم(Mg)، سیلیس (Si) و آهن (Fe) تولید می‌شود و نام اختصاری آن FeSiMg می‌باشد که با تغییرات درصدی هرکدام از عناصر می‌تواند تغییر کند. این ماده را می‌توان در بازارهای صنعتی در بسته‌بندی‌های ۲۵٬۵۰و ۱۰۰ کیلوگرمی پیدا کردفروسیلیکون منیزیم دارای دمای ذوب بالایی در حد ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد می‌باشد که به آن ویژگی‌های خاصی می‌بخشد.[۱][۲][۳][۴]

با توجه به اینکه عنصر منیزیم در دما بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس تبخیر می‌شود، این عنصر در حالت خالص می‌تواند میل شدیدی به ترکیب شدن با اکسیزن داشته باشد. به همین علت ان را به شکل آلیاژ درآورده و برای افزودن منیزیم به مذاب استفاده می‌کنند. در صنعت فروسیلیکون منیزیم را بسته به آزمون وخطا و تجربه اپراتور، کمی قبل از عملیات بارریزی به قالب اضافه می‌شود. پس از بارریزی و در حین انجماد، منیزیم توسط دانه‌های منیزیم جذب شده و گرافیت‌های ورقه ای (flake)به کروی (spheroid) تبدیل می‌شوند.[۵]

ویژگی‌های فروسیلیکون منیزیم

فروسیلیکون منیزیم استحکام مکانیکی قابل توجهی دارد و قابلیت اکسیدزدایی و گوگردزدایی قوی را دارا است.

این ماده توانایی اشتعال زایی بالایی دارد به طوری که تحت شرایط خاص جرقه می‌زند ولی باید به این توجه کرد که این آلیاژ اگر در حالت خشک باشد، قابل احتراق نخواهد بود و در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت یا اسیدو باز منجر به تولید گازهای بسیار خطرناکی می‌شود، همچنین تنفس غبار و گاز تولیدی از اشتعال فروسیلیکون منیزیم در ریه‌ها و اعضای مخاطی ایجاد سوزش می‌کند و خطرات جبران ناپذیری به دنبال خواهد داشت. این ماده همچنین بوی مخصوص به خود را دارد که در بعضی مواقع آن را به همراه خود دارد و در بعضی مواقع بویی از آن شنیده نخواهد شد.[۶]

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مربوط به شکل ظاهری این فروآلیاژ عبارتند از: گرانول‌های فلزی خاکستری در اندازه‌های مختلف قرار دارند، در آستانه بودار بودن یا بدون بو بوده و در حالت گاز یا جامد مشتعل می‌شود. مشکلات گوارشی احتمالی در صورت تماس این فروآلیاز با پوست که برای رفع آن می‌بایست پوست را با آب و شوینده ملایم شستشو داد. در صورت احتمال تماس یافتن این ماده با چشم نیز باید ار محلول آب نمک استفاده نمود.

برای خاموش اشتعال ناشی از این ماده می‌توان از شن وماسه خشک، CO2و پودر خشک استفاده نمود. باید به این توجه داشت که فروسیلیکون منیزیم در شکل گرانول‌های خشگ نیز قابلیت اشتعال پذیری نخواهد داشت.

ذخایر منیزیم در جهان

یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده فروسیلیکو منیزیم فلز منیزیم است که تولید این آلیاژ به‌طور کسترده به وجود منابع این فلز وابسته است.

کل ذخایر جهانی سنگ معدن منیزیم تقریباً ۵۷۰ میلیون تن فلز اسنت که به‌طور نابرابر توزیع شده است. ذخایر به‌طور کلی ذر جنوب آفریقا، اوکراین، استرالیا واقع شده است.

تولید فروسیلیکون

به‌طور کلی در صنعت دو روش کلی تولید فروسیلیکون منیزیم وجود دارد. در روش اول، سنگ معدن کاسته شده دومولیت توسط فرایند سیلیکوترمیک یا آلومینوسیلیکوترمیک احیا می‌شود. عوامل احیا کننده مورد استفاده شامل فروسیلیسم یا مخلوطی از فروسیلیسیم و آلومنیوم خواهد بود.

منیزیم تولید شده در فرایند احیا با فروسیلیسیم اضافی واکنش داده و منیزیم سیلیسید (Mg2Si) تشکیل داده خواهد شد. این ترکیب با اضافه شدن آهن فروسیلیکون منیزیم را تشکیل خواهد داد. در این روش عواملی همچون میزان عامل احیا کننده و نوع فلاکس اضافه شده (سنگ آهک، فلورسپار، بوکسیت و کوارتزیت) نقش مهمی را ایفا خواهند کرد.

در دیگر روش مورد نظر فلز منیزیم را در فروسیلیس به شکل مذاب درآمده غوطه ور می‌کنند و به این ترتیب فروسیلیکون منیزیم تشکیل داده خواهد شد. در مقایسه دو روش آورده شده می‌توان به هزینه آن‌ها اشاره کرد که روش غوطه ور سازی مقرون به صرفه تر است. این روش امروزه به‌طور گسترده در صنعت استفاده می‌شود و با استفاده از آن می‌توان فروسیلیسیم منیزیم حاوی ۵ درصد منیزیم را با موفقیت تولید کرد.

آلیاژهای فروسیلیکون منیزیم در کوره‌های القایی و در قالب‌های دایمی ریخته‌گری میشوندتا یکنواختی حاصل شود. تمامی فروسیلیکون‌های تولیدی با استفاده از طیف‌سنج فلویوررسانی اشعه ایکس، تجزیه و تحلیل می‌شوند تا اطمینان از کیفیت پایدار حاصل شود.

کاربردهای فروسیلیکون منیزیم

گره‌ها عمدتاً به عنوان افزودنی در مایع آهن در طول ریخته‌گری استفاده می‌شوند، که باعث می‌شود گرافیت کروی تقویت شده و باعث افزایش گرافیت‌های کروی می‌شود و از اثرات کروی شدن عناصر تداخل جلوگیری می‌کند که سبب بهبود خواص مکانیکی می‌شود. این ماده با افزودن اندکی از منیزیم به آهن فرایند تبدیل پوسته‌های گرافیتی به مورفولوژی شبه کروی مورد نیاز را تسهیل می‌بخشد.

در آهن مذاب نقش گره زدایی گوگرد زدایی و گاززدایی و غیره را ایفا می‌کند. این ماده می‌تواند سطح خلوص ریخته‌گری آب را بهبود بخشد و ترکیبات بهتر یرا تولید کند. از این ماده به عنوان حذف کننده آرسنیک، روی و سرب نیز استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از ان در تولید فولا کربن، فولاد سیلیکونی و فولاد ضدزنگ استفاده کرد. در صنعت متالوژی طیف استفاده از این آلیاژ بسیار گسترده است. در صنعت الکترونیک نیز به عنوان منبع سیلیکون خالص استفاده می‌شود دیگر استفاده از این آلیاژ در این صنعت می‌توان به تقویت کننده المنت باقی مانده که ناشی از میزان تحمل بالاتر فروسیلیسیم منیزیم به پرلیت (آلیاژ آهن و کربن) اشاره کرد. به‌طور گسترده در تولید مواد ندولیزاسیون با کیفیت بالا استفاده می‌شود و کاربرد گسترده‌ای در تولید آهن SG و ریخته‌گری تخصصی آهن خاکستری برای صنعت خودرو پیدا می‌کند.

استفاده از این محصول در افزایش فاز فریت و کاهش تردی قطعات، کاهش هزینه‌های عملیات حرارتی و بهبود قابلیت ماشین کاری و همچنین کاهش کاربیدها در ریخته‌گری مقاطع آزاد و بهبود کیفیت ریخته‌گری با افزایش جوانه زنی در مذاب نقش بسزایی دارد.

از دیگر کابرد فروسیلیکومنیزیم می‌توان به تصفیه فولاد، تولید فولادهای سیلیکونی و تولید فولادهای کربنی و عامل اتصال دهنده و استفاده در صنعت ذوب فولاد اشاره کرد.

ارتباط میان فروسیلیکون منیزیم و چدن

این ماده در تولید چدن نشکن استفاده می‌شود که چدن‌های ساخته شده در سه سایز ۲–۵ میلیمتر و ۵–۱۵ میلیمتر و ۵–۳۰ میلیمتر دانه بندی می‌شود. فروسیلیکو منیزیم در صنایع ریخته‌گری و ذوب فلزات برای تولید چدن‌های داکتیل یا نشکن استفاده می‌شود. . این آمیژان نقش مهمی را در تأمین منیزیم لازم را برای مذاب چدن ایفا می‌کند. ظرفیت تولید این محصول سالانه ۶۰۰۰ تن می‌باشد و با دانه بندی‌های مختلفی تولید می‌گردد. با اضافه نموندن فروسیلیکون منیزیم به آلیاژ چدن مقاومت گرافیت‌های تولید شده افزایش می‌یابد. که به این عمل گره زنی گفته می‌شود. گره زنی فرایند کنترل ساختار و ویژگی‌ها با استفاده از تغییر شکل گرافیت از پوسته‌ها به شبه کروی در چدن در طول انجماد است.

کاربرد اصلی فرومنیزیم تبدیل گرافیت‌های های ورقه ای به کروی در تولد چدن و افزایش استحکام آن ماده با استفاده از این روش است. این فرایند سبب می‌شود تا استحکام ماده موردنظر از ۴۰تا۶۰ کیلوگرم بر متر مربع به ۶۰تا۱۱۰ کیلوگرم بر متر مربع برساند. در این فرایند منیزیم توسط دانه‌های گرافیت جذب می‌شود و تنش سطحی را در ماده نظر تغییر می‌دهد، این عمل سبب می‌شود تا شرایط رشد در تمام جهات یکنواخت شود، از دیگر فواید این عمل می‌توان به بهبود دادن استحکام کششی قطعات اشاره کرد.

آلیاژ فروسیلیکون منیزیم نقش مهمی در تولید چدن گره دار دارد، این ماده به عنوان یک ماده افزودنی، گرافیت چدن را به یک توپ متبلور تبدیل می‌کند. اگر گرافیت کروی در چدن گره ای پس از عملیات کروی سازی سیال چدنی باشد، استحکام بسیار بیشتر از چدن خاکستری خواهد بود، چقرمگی ان نیز بیشتر از چدن چکش خوار خواهد بود.

منابع

  1. ↑ «فرو سیلیکو منیزیم چیست و چه کاربردی دارد؟ - آکادمی سناماین». ۲۰۲۱-۰۱-۰۵. دریافت‌شده در ۲۰۲۴-۰۴-۲۸.
  2. ↑ مواد، شایان (۲۰۱۵-۱۱-۰۱). «فروسیلیکو منیزیم». شایان مواد. دریافت‌شده در ۲۰۲۴-۰۴-۲۸.
  3. ↑ Mills, Adelbert Phillo (1922) Materials of Construction: Their Manufacture and Properties, John Wiley & sons, inc, originally published by the University of Wisconsin, Madison
  4. ↑ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095965262035352X
  5. ↑ Ferroalloys and Other Additives to Liquid Iron and Steel
  6. ↑ ferrosilicon magnesium preduce
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=فروسیلیکون_منیزیم&oldid=39444197»