フェロシリコンの用途と製造プロセス

シリコンと酸素の化学的親和性は非常に高いため、フェロシリコンは製鉄業界において脱酸剤（析出脱酸、拡散脱酸）として使用されています。ボイルド鋼およびセミキルド鋼を除き、鋼中のシリコン含有量は 0.10% 以上である必要があります。シリコンは鋼中では炭化物を形成せず、フェライトおよびオーステナイト中に固溶体として存在します。シリコンは鋼中の固溶体の強度と冷間加工変形硬化率の向上に強い効果がありますが、鋼の靭性と可塑性を低下させます。鋼の焼入れ性に適度な影響を与えますが、鋼の焼き戻し安定性と耐酸化性を向上させることができるため、ケイ素鉄は製鋼業界で合金剤として使用されています。シリコンは比抵抗が大きく、熱伝導率が低く、磁気伝導率が強いという特徴もあります。鋼には一定量のシリコンが含まれており、これにより鋼の透磁率が向上し、ヒステリシス損失が低減され、渦電流損失が低減されます。電磁鋼には 2% ～ 3% の Si が含まれていますが、チタンとホウ素の含有量は低い必要があります。鋳鉄にシリコンを添加すると炭化物の生成を防ぎ、黒鉛の析出と球状化を促進します。ケイ素-マグネシア鉄は一般的に使用される球状化剤です。バリウム、ジルコニウム、ストロンチウム、ビスマス、マンガン、希土類などを含むフェロシリコンは、鋳鉄製造における接種剤として使用されます。高シリコンフェロシリコンは、低炭素合金鉄を製造するために合金鉄産業で使用される還元剤です。約 15% のシリコンを含むフェロシリコン粉末 (粒子サイズ <0.2mm) は、重媒体鉱物処理における増量剤として使用されます。

フェロシリコン製造装置はサブマージアーク還元型電気炉です。フェロシリコンのシリコン含有量は、鉄原料の添加量によって制御されます。高純度のフェロシリコンを製造するには純粋なシリカと還元剤を使用するだけでなく、合金中のアルミニウム、カルシウム、炭素などの不純物を低減するために炉外での精製も必要です。フェロシリコンの製造プロセスフローを図4に示します。 Siを含むフェロシリコン≤ 65% は密閉電気炉で精錬できます。 Si ≧ 70% のフェロシリコンは、開放式電気炉または半密閉式電気炉で製錬されます。