A ferroszilícium sűrűsége nem egyetlen fix szám. Ez függ a minőség szilíciumtartalmától, attól, hogy az anyagot szilárd darabként vagy zúzott csomókként mérik, és az alkalmazott mérési módszertől. A beszerzés és a kemencegyakorlat szempontjából a különbség számít: a töltésszámítások, az üstök hozzáadásának súlya és a tárolási térfogat mind ebből származnak.
Sűrűség fokozat szerint
A szilícium sokkal könnyebb, mint a vas, így a sűrűség folyamatosan csökken, ahogy az ötvözet szilíciumtartalma emelkedik. Az alábbi értékek szobahőmérsékleten szilárd szilárd anyagokra vonatkozó tipikus tartományok; közelítőek, mert az öntvényszerkezet és a porozitás eltolják az eredményt.
| Fokozat | Szilícium tartalom | kb. szilárdanyag-sűrűség (g/cm³) | Zúzott csomó térfogatsűrűsége (t/m³) |
|---|---|---|---|
| FeSi45 | 45% | kb 4,0-4,4 | 1.4–1.7 |
| FeSi65 | 65% | kb 3,4-3,8 | 1.3–1.6 |
| FeSi75 | 75% | kb 3,1-3,5 | 1.2–1.5 |
| FeSi90 | 90% | kb 2,8-3,1 | 1.1–1.4 |
A tendencia számítással könnyen ellenőrizhető: a tiszta szilícium (2,33 g/cm³) és a tiszta vas (7,87 g/cm³) sűrűségét használó egyszerű keverési szabály szerint a FeSi75 körülbelül 2,8 g/cm³, a FeSi45 pedig körülbelül 3,8 g/cm³. A valódi öntött ötvözetek valamivel sűrűbbek, mint ahogy azt a keverési szabály megjósolja, mivel a vas és a szilícium ötvözéskor összehúzódik, ezért a gyakorlati értékek valamivel a számított értékek felett vannak.
Szilárd sűrűség, kupacsűrűség és látszólagos sűrűség
Három különböző szám kering egyetlen "sűrűség" szó alatt, és ezek összekeverése gyakori hibaforrás a töltéslapokon.
Valódi vagy szilárd sűrűségbelső üregek nélküli ötvözetdarabon mérik, jellemzően héliumpiknometriával vagy vízben mérve. Ez az az érték, amellyel a szükséges szilíciumtömeget ötvözet tömegévé alakítják át.
Térfogat- vagy kupacsűrűséglefedi a csomók közötti üregeket. FeSi75 esetében a szokásos 10-100 mm-es mérettartományban a térfogatsűrűség nagyjából 1,2-1,5 t/m³; egy finomabb termék másképp csomagol, és megközelítheti az 1,6 t/m³-t vagy még többet is. A térfogatsűrűség szabályozza a siló kapacitását, a teherautó-rakodást és a nagy zsák térfogatát.
A por látszólagos sűrűségea brikettáláshoz és fröccsöntéshez használt szabad-áramlási szám, amelyet általában a szitavágással együtt idéznek, mivel a -200 mesh por teljesen másképp viselkedik, mint az 1-3 mm-es granulátum.
Sűrűség a Molten fürdőben
Amikor a ferroszilícium folyékony acélban oldódik, könnyebb, mint a fürdő, ezért hajlamos lebegni és reagálni a salakkal, hacsak nem keverik be vagy fecskendezik a felszín alá. Az olvadt ferroszilícium kevésbé sűrű, mint a szilárd a hőtágulás miatt, és a szilíciumtartalom növekedésével az ötvözet és az acél közötti sűrűségrés szűkül. Ez az egyik oka annak, hogy a magas minőségű -szilícium lassabban oldódik fel, és hosszabb keverési időt vagy maghuzal hozzáadása szükséges.
Hogyan befolyásolja a sűrűség az acélgyártási számításokat
Három üzem számítása ettől a számtól függ:
Az ötvözet tömege, amely a szilícium megcélzott adagolásához szükséges, a valódi sűrűség és a hitelesített szilíciumelemzés alapján.
Ülepítés és salak kölcsönhatás, amelyek szabályozzák a visszanyerést; a nehezebb adalékok jobban behatolnak a salakrétegbe.
Raktározási és szállítási tervezés, amelyek a kupacsűrűséget használják, nem a tömör alakot.
Mivel nincs olyan nemzetközi előírás, amely rögzítené a ferroszilícium sűrűségi értékét, a sűrűséget mindig a minőséggel, a részecskemérettel és a vizsgálati módszerrel együtt kell megadni. Az ASTM A100/A100M és a GB/T 2272 szabványok határozzák meg a minőséget és a kémiai elemzést; a fizikai ingatlanról a vevő és a szállító külön állapodik meg.
A sűrűség helyes mérése
Használjon legalább 2 kg-os mintát a zúzott patakból, hogy a méreteloszlás reprezentatív legyen, és a mérés előtt szárítsa meg a mintát. A kupacsűrűség érdekében töltsön meg egy kalibrált edényt rögzített magasságból, tömörítés nélkül, majd mérje le a tartalmát. A valódi sűrűség meghatározásához használjon hélium-piknometriát őrölt mintán. Ismételje meg a mérést legalább háromszor, és adja meg az átlagot a tartománnyal együtt, mert a rideg ötvözet egyedi leolvasásai észrevehetően változnak.
Gyakran Ismételt Kérdések
Q:Mekkora a ferroszilícium sűrűsége?
V: A közönséges FeSi75 minőségnél a szilárdanyag sűrűsége körülbelül 3,1–3,5 g/cm³, a zúzott csomó térfogatsűrűsége pedig körülbelül 1,2–1,5 t/m³. Az alsó -szilícium sűrűbb, a FeSi90 pedig könnyebb.
Q:Miért csökken a sűrűség a szilíciumtartalom növekedésével?
V: A szilícium egy könnyű fém, amelynek sűrűsége 2,33 g/cm³, míg a vas 7,87 g/cm³. A vas szilíciummal való helyettesítése ezért csökkenti az ötvözet átlagos sűrűségét.
Q:A ferroszilícium sűrűségét szabvány rögzíti?
V: Nem. Az ASTM A100/A100M és a GB/T 2272 csak a minőségeket és a kémiai elemzést határozza meg. A sűrűség egy fizikai tulajdonság, amelyről a vevő és a szállító megállapodik, és a minőséggel, mérettel és vizsgálati módszerrel együtt kell feltüntetni.
Q:Miért kevésbé sűrű az olvadt ferroszilícium, mint a szilárd ferroszilícium?
V: Az olvadáskor bekövetkező hőtágulás megnöveli az adott tömeg térfogatát, így a folyadék könnyebb, mint a szilárd anyag, és hajlamos felemelkedni az acélfürdőben, hacsak keverés vagy injektálás nem tartja a salak alatt.
Q:Hogyan kell mérni a ferroszilícium sűrűségét?
V: Szárítson meg egy legalább 2 kg-os reprezentatív mintát, használjon héliumpiknometriát a valódi sűrűség meghatározásához, egy kalibrált töltött edényt a kupacsűrűség meghatározásához, és adja meg legalább három meghatározás átlagát.
Q:Változik-e a sűrűség a részecskemérettel?
V: A valódi sűrűség nem, de a térfogatsűrűség és a látszólagos sűrűség igen. A -200 mesh por eltérő kupacsűrűségre csomagol, mint 1-3 mm-es granulátum, ezért a mérettartományt mindig az ábra mellett kell feltüntetni.