मेटालिक सिलिकॉन (एसआई) स्टील उत्पादन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, मुख्य रूप से एक के रूप मेंडीऑक्सीडाइज़र, मिश्र धातु -तत्व, औरप्रदर्शन बढ़ाने वाला। नीचे स्टील निर्माण में इसके प्रमुख अनुप्रयोग और तंत्र हैं:
1. डीओक्सिडेशन
भूमिका:सिलिकॉन पिघले हुए स्टील में भंग ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता हैसिलिकॉन डाइऑक्साइड (Sio₂), पोरसिटी को कम करना और स्टील की गुणवत्ता में सुधार करना।
प्रतिक्रिया:
2SI+O2 → 2SIO22SI+O2 → 2SIO2
लाभ:
एक जमने के दौरान गैस बुलबुले (जैसे, सीओ) को रोकता है, अंतिम उत्पादों में दोषों को कम करता है।
अक्सर synergistic deoxidation के लिए एल्यूमीनियम (AL) के साथ उपयोग किया जाता है।
2. विशेष स्टील्स में मिश्र धातु तत्व
सिलिकॉन स्टील (इलेक्ट्रिकल स्टील):
संघटन:2-4.5% सी।
समारोह:कम कर देता हैहिस्टैरिसीस लॉसऔर चुंबकीय पारगम्यता में सुधार करता है।
आवेदन:ट्रांसफार्मर कोर, इलेक्ट्रिक मोटर्स और जनरेटर।
स्टेनलेस स्टील:
संघटन:0। 2–2% सी।
समारोह:ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान शक्ति को बढ़ाता है।
3. यांत्रिक गुणों में सुधार
ताकत और कठोरता:सिलिकॉन ठोस समाधान सख्त होकर फेराइट (-fe) को मजबूत करता है।
लचीलापन:नियंत्रित सिलिकॉन सामग्री (~ {{{0}}।
4. जंग और गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाना
ऑक्सीकरण प्रतिरोध:उच्च तापमान पर स्टील की सतहों पर एक सुरक्षात्मक sio₂ परत बनाता है।
आवेदन:
बॉयलर, टर्बाइन और निकास सिस्टम के लिए हीट-प्रतिरोधी स्टील्स।
मोटर वाहन निकास घटक (जैसे, उत्प्रेरक कनवर्टर आवास)।
5. कच्चा लोहा में सिलिकॉन
स्लेटी कच्चा लोहा:
संघटन:1-3% सी।
भूमिका:ग्रेफाइट गठन को बढ़ावा देता है, मशीनीकरण और कंपन भिगोना में सुधार करता है।
डक्टाइल कास्ट आयरन:
संघटन:2-3% सी।
भूमिका:नोड्यूलर ग्रेफाइट गठन (मैग्नीशियम उपचार के साथ) की सुविधा देता है, क्रूरता को बढ़ाता है।
6. एक कम करने वाले एजेंट के रूप में सिलिकॉन
फेरोसिलिकॉन (FESI):
एक सिलिकॉन-आयरन मिश्र धातु (45-75% SI) का उपयोग धातु ऑक्साइड (जैसे, स्टेनलेस स्टील उत्पादन में cr₂o,) को कम करने के लिए किया जाता है।
प्रतिक्रिया उदाहरण:
3fesi +2 cr2o3 → 4cr +3 sio 2+3 fe3fesi +2 cr2 o3 → 4cr +3 sio2 +3 fe
7. स्लैग रचना का नियंत्रण
सिलिकॉन स्टीलमेकिंग के दौरान स्लैग चिपचिपाहट और बुनियादीता को समायोजित करता है, डिसल्फराइजेशन और अशुद्धता को हटाने में सुधार करता है।
सिलिकॉन का उपयोग करने वाले प्रमुख स्टील ग्रेड
| स्टील प्रकार | सी सामग्री | मुख्य गुण | अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| बिजली का स्टील | 2–4.5% | उच्च चुंबकीय पारगम्यता, कम कोर हानि | ट्रांसफार्मर, मोटर्स, जनरेटर |
| स्टेनलेस स्टील (304) | 0.3–1% | ऑक्सीकरण प्रतिरोध, उच्च तापमान शक्ति | बरतन, रासायनिक टैंक |
| स्प्रिंग स्टील (SAE 9254) | 1.2–2% | थकान प्रतिरोध, लोच | वाहन निलंबन, औद्योगिक स्प्रिंग्स |
| गर्मी प्रतिरोधी स्टील | 0.5–2.5% | उच्च तापमान पर स्थिरता | बिजली संयंत्र, एयरोस्पेस घटक |
उत्पादन प्रक्रिया एकीकरण
प्राथमिक स्टीलमेकिंग:
सिलिकॉन (अक्सरफेरोसिलिकॉन) के दौरान जोड़ा जाता हैलादे रिफाइनिंग स्टेजdeoxidation के लिए।
माध्यमिक शोधन:
मिश्र धातु विनिर्देशों (जैसे, विद्युत स्टील्स) को पूरा करने के लिए सिलिकॉन सामग्री को समायोजित करता है।
कास्टिंग/रोलिंग:
सिलिकॉन-समृद्ध स्टील को स्लैब में डाला जाता है या डाउनस्ट्रीम प्रोसेसिंग के लिए शीट में लुढ़काया जाता है।
चुनौतियां और विचार
सिलिकॉन ऑक्सीकरण हानि:पिघले हुए स्टील में अत्यधिक ऑक्सीजन सिलिकॉन की खपत करता है, सटीक प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
कच्चा लोहा में ग्राफिटाइजेशन: Overly high silicon (>3%) कठोरता को कम करते हुए, सीमेंटाइट को अस्थिर कर सकता है।
लागत:उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन एडिटिव्स उत्पादन लागत में वृद्धि करते हैं, विशेष रूप से प्रीमियम ग्रेड के लिए।
पर्यावरणीय और आर्थिक प्रभाव
रीसाइक्लिंग:सिलिकॉन-समृद्ध स्टील स्क्रैप को सिलिकॉन को पुनर्प्राप्त करने के लिए पुन: उत्पन्न किया जाता है, जिससे कच्चे माल की मांग कम होती है।
नवाचार:प्रदर्शन से समझौता किए बिना लागत में कमी के लिए कम-सिलिकॉन स्टील्स का विकास।
