Quali sono gli usi principali delle leghe di silicio-cromo nell'industria?

Leghe ferrosilicio-cromosono composti principalmente da silicio (Si) e cromo (Cr):

 Gamma di composizione:Cr 45%-55%, Si 35%-45%, impurità C Inferiore o uguale a 0,10%, S Inferiore o uguale a 0,04%, P Inferiore o uguale a 0,04%, Al Inferiore o uguale a 1,0%;

 Proprietà fisiche:Punto di fusione 1350-1450 gradi, densità 6,5-6,8 g/cm³, grumi grigio-argentati (10-60 mm) o granuli (1-10 mm), altamente chimicamente attivi alle alte temperature, con capacità sia riducenti che leganti;

 Vantaggi principali:Integra disossidazione e lega, elevato tasso di recupero del cromo (maggiore o uguale al 90%), costo inferiore del 15%-20% rispetto al ferrocromo puro, adatto per la produzione di acciaio inossidabile su larga scala.

(1) Disossidazione della produzione dell'acciaio: disossidazione sinergica e ottimizzazione dell'inclusione

Le leghe di silicio-cromo svolgono sia funzioni di disossidazione che di integrazione del cromo nella produzione dell'acciaio, il che le rende particolarmente adatte per la produzione di acciaio inossidabile e acciaio resistente al calore-:

 Meccanismi di reazione del nucleo:

Disossidazione del silicio:Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (Il SiO₂ generato viene facilmente fatto galleggiare e rimosso);

Disossidazione assistita dal cromo-:Cr + FeO → CrO + Fe (CrO e SiO₂ formano una scoria composita a basso-punto di fusione-punto, migliorando ulteriormente l'effetto di disossidazione);

 Effetto quantitativo di disossidazione:

L'aggiunta dello 0,5%-1,0% può ridurre il contenuto di ossigeno dell'acciaio fuso da 80-100 ppm a 25-40 ppm, ottenendo un'efficienza di disossidazione del 60%-75%;

Vantaggi comparativi:Efficienza di disossidazione migliorata rispetto al ferrosilicio singolo. 20%-25%, con integrazione simultanea di cromo per evitare il complicato processo di aggiunta successiva di ferrocromo separatamente;

(2) Effetto lega: integrazione di cromo e miglioramento delle prestazioni

La lega SiCr è la fonte principale di cromo nella produzione di acciaio inossidabile e acciaio bassolegato. La lega migliora la resistenza alla corrosione, la robustezza e le prestazioni alle-alte temperature del materiale:

 Meccanismo di rafforzamento del nucleo:

Cromo:Forma un denso film di passivazione Cr₂O₃ sulla superficie dell'acciaio, ostacolando l'intrusione di mezzi corrosivi e migliorando la resistenza alla corrosione;
Silicio:Rafforza il reticolo di ferrite attraverso una soluzione solida, migliorando la resistenza e la durezza dell'acciaio;

 Miglioramento quantitativo delle prestazioni:

Produzione di acciaio inossidabile 304:L'aggiunta di una lega di silicio-cromo controlla il contenuto di cromo nell'acciaio al 18%-20%, estendendo il tempo di resistenza alla corrosione in nebbia salina da 200 ore a oltre 500 ore e la resistenza alla trazione maggiore o uguale a 515 MPa;
Produzione di acciaio basso-resistente al calore-legato:Aggiungendo l'1,0%-1,5% di lega di ferrosilicio-cromo, il contenuto di cromo nell'acciaio raggiunge il ... 5%-7%, la resistenza alla trazione alle alte temperature (600 gradi) rimane maggiore o uguale a 300MPa, adatta per acciaio per caldaie e apparecchiature chimiche.

(1) Industria dell'acciaio inossidabile: materia prima legante

La lega di cromo-silicio è una materia prima fondamentale per la produzione di acciaio inossidabile austenitico e ferritico e rappresenta oltre il 70% delle sue applicazioni totali:

 Qualità di acciaio adatte:

Acciaio inossidabile austenitico (304, 316L):Integra il cromo al 18%-22%, combinato con il nichel per formare una struttura resistente alla corrosione;
Acciaio inossidabile ferritico (430, 444):Supplemento di cromo al 16%-20%, senza necessità di aggiungere nichel, riducendo i costi di produzione;

 Compatibilità del processo:

Produzione di acciaio con forno elettrico ad arco/convertitore:Aggiungere durante la maschiatura (blocco da 5-50 mm), quantità aggiunta 0,8%-1,5%, tasso di recupero del cromo 90%-95%;
Raffinazione in forno AOD:Combinato con il processo di decarburazione di argon-ossigeno, quantità aggiunta dello 0,5%-1,0%, controllo preciso del contenuto di cromo, miglioramento della purezza dell'acciaio fuso;

(2) Industria dell'acciaio debolmente legato e dell'acciaio resistente al calore-: ottimizzazione delle prestazioni delle materie prime

Le leghe di cromo-silicio vengono utilizzate nella produzione di acciaio bassolegato ad alta resistenza-e acciaio resistente al calore-per migliorare le proprietà meccaniche e la stabilità alle alte-temperature dei materiali:

 Applicazioni tipiche:

Acciaio per macchinari di ingegneria (Q690):Aggiungendo lo 0,3%-0,5% di lega SiCr, il contenuto di cromo nell'acciaio è dello 0,8%-1,2%, la resistenza alla trazione aumenta da 690MPa a 750MPa e la resistenza all'urto (-40 gradi) è maggiore o uguale a 47J/cm²;
Acciaio resistente-al calore-alle alte temperature (12Cr1MoV):Aggiungendo l'1,0%-1,2% di lega di ferrosilicio-cromo, il contenuto di cromo è dell'1,0%-1,5%, il contenuto di silicio è dello 0,5%-0,8% e la resistenza allo scorrimento ad alta temperatura è migliorata. 20%-25%, adatto per turbine a vapore e tubi di caldaie;

(3) Industria della fusione: materia prima per getti-resistenti all'usura

La lega di silicio-cromo viene utilizzata nella produzione di getti-resistenti all'usura per migliorare la durezza e la resistenza all'usura dei getti:
Applicazione principale:

Meccanismo d'azione:Il cromo e il carbonio formano una fase dura Cr₇C₃, il silicio affina i grani e migliora sinergicamente la resistenza all'usura dei getti;
Effetto quantitativo:L'aggiunta del 3%-5% di lega di silicio-cromo aumenta la durezza (HRC) dei getti da 25-30 a 45-50 e riduce l'usura del 40%-50;
Scenari adatti:Parti di macchinari minerari (come i rivestimenti dei frantoi), parti resistenti all'usura-di macchinari di ingegneria (come i denti delle benne degli escavatori);

(4) Altri scenari applicativi

Produzione di ferroleghe:Come agente riducente per preparare altre leghe di cromo (come il ferrocromo a basso-carbonio), il tasso di recupero del cromo è aumentato del 10%-15%;
Materiali di saldatura:Come materia prima per bacchette e flussi di saldatura, la quantità aggiunta è del ... 15%-20%, migliorando la resistenza alla corrosione e la robustezza della saldatura, adatta per la saldatura dell'acciaio inossidabile;

Priorità prestazionale:

L'acciaio inossidabile e l'acciaio-resistente al calore devono selezionare gradi di-alto contenuto di cromo (Cr maggiore o uguale al 55%) per garantire resistenza alla corrosione e prestazioni alle alte-temperature;

Saldo costi:

L'acciaio basso{0}}legato e i getti ordinari dovrebbero selezionare gradi di-alto contenuto di cromo (Cr 50%-55%) per bilanciare prestazioni e costi;

Compatibilità del processo:

La produzione dell'acciaio dovrebbe selezionare la forma a blocchi (5-50 mm), la fusione dovrebbe selezionare la forma granulare (1-10 mm) e i materiali di saldatura dovrebbero selezionare la forma in polvere (200-300 mesh).