矽鐵

矽鐵就是鐵和矽組成的鐵合金。 矽鐵是以焦炭、鋼屑、石英（或矽石）為原料，用電爐冶煉製成的鐵矽合金。由於矽和氧很容易化合成二氧化矽，所以矽鐵常用於煉鋼時作脫氧劑，同時由於SiO2生成時放出大量的熱，在脫氧的同時，對提高鋼水溫度也是有利的。同時，矽鐵還可作為合金元素加入劑，廣泛套用於低合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工矽鋼之中，矽鐵在鐵合金生產及化學工業中，常用作還原劑。

基本介紹

• 中文名：矽鐵
• 外文名：ferrosilicon
• 類型：鐵合金
• 原料：焦炭、鋼屑、石英
• 用途：還原劑
• 分類：冶金工業

簡介

矽鐵就是鐵和矽組成的鐵合金。 矽鐵是以焦炭、鋼屑、石英（或矽石）為原料，用電爐冶煉製成的鐵矽合金。由於矽和氧很容易化合成二氧化矽，所以矽鐵常用於煉鋼時作脫氧劑，同時由於SiO2生成時放出大量的熱，在脫氧的同時，對提高鋼水溫度也是有利的。同時，矽鐵還可作為合金元素加入劑，廣泛套用於低合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工矽鋼之中，矽鐵在鐵合金生產及化學工業中，常用作還原劑。

構成

鐵和矽組成的鐵合金(以矽石、鋼、焦碳為原料，經過1500-1800度高溫還原的矽熔於鐵液中，形成矽鐵合金)。是冶煉行業重要的合金品種。

矽鐵按矽及其雜質含量，分為21個牌號，其化學成分如下表：（根據GB/T 2272-2009）

牌號	化學成分（質量分數）/%
	Si	Al	Ca	Mn	Cr	P	S	C	Ti	Mg	Cu	V	Ni
		不大於
FeSi90Al1.5	87.0～95.0	1.5	1.5	0.4	0.2	0.040	0.020	0.20	—	—	—	—	—
FeSi90Al3.0	87.0～95.0	3.0	1.5	0.4	0.2	0.040	0.020	0.20	—	—	—	—	—
FeSi75Al0.5-A	74.0～80.0	0.5	1.0	0.4	0.3	0.035	0.020	0.10	—	—	—	—	—
FeSi75Al0.5-B	72.0～80.0	0.5	1.0	0.5	0.5	0.040	0.020	0.20	—	—	—	—	—
FeSi75Al1.0-A	74.0～80.0	1.0	1.0	0.4	0.3	0.035	0.020	0.10	—	—	—	—	—
FeSi75Al1.0-B	72.0～80.0	1.0	1.0	0.5	0.5	0.040	0.020	0.20	—	—	—	—	—
FeSi75Al1.5-A	74.0～80.0	1.5	1.0	0.4	0.3	0.035	0.020	0.10	—	—	—	—	—
FeSi75Al1.5-B	72.0～80.0	1.5	1.0	0.5	0.5	0.040	0.020	0.20	—	—	—	—	—
FeSi75Al2.0-A	74.0～80.0	2.0	1.0	0.4	0.3	0.035	0.020	0.10	—	—	—	—	—
FeSi75Al2.0-B	72.0～80.0	2.0	—	0.5	0.5	0.040	0.020	0.20	—	—	—	—	—
FeSi75-A	74.0～80.0	—	—	0.4	0.3	0.035	0.020	0.10	—	—	—	—	—
FeSi75-B	72.0～80.0	—	—	0.5	0.5	0.040	0.020	0.20	—	—	—	—	—
FeSi65	65.0～72.0	—	—	0.6	0.5	0.040	0.020	—	—	—	—	—	—
FeSi45	40.0～47.0	—	—	0.7	0.5	0.040	0.020	—	—	—	—	—	—
TFeSi75-A	74.0～80.0	0.03	0.03	0.10	0.10	0.020	0.004	0.020	0.015	—	—	—	—
TFeSi75-B	74.0～80.0	0.10	0.05	0.10	0.05	0.030	0.004	0.020	0.04	—	—	—	—
TFeSi75-C	74.0～80.0	0.10	0.10	0.10	0.10	0.040	0.005	0.030	0.05	0.10	0.10	0.05	0.40
TFeSi75-D	74.0～80.0	0.20	0.05	0.20	0.10	0.040	0.010	0.020	0.04	0.02	0.10	0.01	0.04
TFeSi75-E	74.0～80.0	0.50	0.50	0.40	0.10	0.040	0.020	0.050	0.06	—	—	—	—
TFeSi75-F	74.0～80.0	0.50	0.50	0.40	0.10	0.030	0.005	0.010	0.02	—	0.10	—	0.10
TFeSi75-G	74.0～80.0	1.00	0.05	0.15	0.10	0.040	0.003	0.015	0.04	—	—	—	—

用途

(1)在煉鋼工業中用作脫氧劑和合金劑。為了獲得化學成分合格的鋼和保證鋼的質量，在煉鋼的最後階段必須進行脫氧，矽和氧之間的化學親和力很大，因而矽鐵是煉鋼較強的脫氧劑用於沉澱和擴散脫氧。在鋼中添加一定數量的矽，能顯著的提高鋼的強度、硬度和彈性，因而在冶煉結構鋼（含矽0.40-1.75%)、工具鋼(含SiO.30-1.8%)、彈簧鋼(含SiO.40-2.8%)和變壓器用矽鋼（含矽2.81-4.8%)時，也把矽鐵作為合金劑使用。 同時改善夾雜物形態減少鋼液中氣體元素含量，是提高鋼質量、降低成本、節約用鐵的有效新技術。特別適用於連鑄鋼水脫氧要求，實踐證明，矽鐵不僅滿足煉鋼脫氧要求，還具有脫硫性能且具有比重大，穿透力強等優點。

此外，在煉鋼工業中，利用矽鐵粉在高溫下烯燒能放出大量熱這一特點，常作為鋼錠帽發熱劑使用以提高鋼錠的質量和回收率。

矽鐵

(2)在鑄鐵工業中用作孕育劑和球化劑。鑄鐵是現代工業中一種重要的金屬材料，它比鋼便宜，容易熔化冶煉，具有優良的鑄造性能和比鋼好得多的抗震能力。特別是球墨鑄鐵，其機械性能達到或接近鋼的機械性能。在鑄鐵中加入一定量的矽鐵能阻止鐵中形成碳化物、促進石墨的析出和球化，因而在球墨鑄鐵生產中，矽鐵是一種重要的孕育劑（幫助析出石墨）和球化劑。

(3)鐵合金生產中用作還原劑。不僅矽與氧之間化學親和力很大，而且高矽矽鐵的含碳量很低。因此高矽矽鐵（或矽質合金）是鐵合金工業中生產低碳鐵合金時比較常用的一種還原劑。

(4)75#矽鐵在皮江法煉鎂中常用於金屬鎂的高溫冶煉過程中，將CaO.MgO中的鎂置換出來，每生產一噸金屬鎂就要消耗1.2噸左右的矽鐵，對金屬鎂生產起著很大的作用。

(5)在其他方面的用途。磨細或霧化處理過的矽鐵粉，在選礦工業中可作為懸浮相。在焊條製造業中可作為焊條的塗料。高矽矽鐵在化學工業中可用於製造矽酮等產品。

在這些用途中，煉鋼工業、鑄造工業和鐵合金工業是矽鐵的最大用戶。它們共消耗約90%以上的矽鐵。在各種不同牌號的矽鐵中，目前套用最廣的是75%矽鐵。在煉鋼工業中，每生產1t鋼大約消耗3-5kg75%矽鐵。

標準

國際矽鐵標準（ISO 5445-80） 表1、矽鐵牌號和化學成分

牌號	化學成分，%
Si	Al	P	S	C	Mn­­	Cr	Ti
>	≤	>	≤	≤
FeSi10	8.0	13.0		0.2	0.15	0.06	2.0	3.0	0.8	0.3
FeSi15	14.0	13.0		1.0	0.15	0.06	1.5	1.5	0.8	0.3
FeSi25	20.0	20.0		1.5	0.15	0.06	1.0	1.0	0.8	0.3
FeSi45	41.0	30.0		2.0	0.05	0.05	0.2	1.0	0.5	0.3
FeSi50	47.0	47.0		1.5	0.05	0.05	0.2	0.8	0.5	0.3
FeSi65	63.0	51.0		2.0	0.05	0.04	0.2	0.4	0.4	0.3
FeSi75Al	72.0	68.0		1.0	0.05	0.04	0.15	0.5	0.3	0.3
FeSi75Al1.5	72.0	80.0	1.0	1.5	0.05	0.04	0.15	0.5	0.3	0.3
FeSi75Al2	72.0	80.0	1.5	2.0	0.05	0.04	0.2	0.5	0.3	0.3
FeSi75Al3	72.0	80.0	2.0	3.0	0.05	0.04	0.2	0.5	0.5	0.3
FeSi90Al1	87.0	95.0		1.5	0.04	0.04	0.15	0.5	0.2	0.3
FeSi90Al2	87.0	95.0	1.5	3.0	0.04	0.04	0.15	0.5	0.2	0.3

註：如無另外規定，則這些數值僅為資料列出。 表2、矽鐵的顆粒粒度

等級	粒度範圍/?	過細粒度（最大）%	過粗粒度（最大）/%
總量	<3.15?
1	100-315	20	6	10（在兩個或3個方向上，不得有超過規定粒度範圍最大極限值×1.15的粒度）
2	75-200	20	6
3	35-100	18	6
4	10-75	18	7
5	3.15-35	8	8
6	3.15-10	10	10
7	3.15-6．3	10	10
8	3.15

註：按組批的產品，各爐之間含矽量相差不得超過3%(絕對值)。

冶煉

矽鐵是以焦炭、鋼屑、石英（或矽石）為原料，用電爐冶煉製成的。傳統煉製矽鐵時，是將矽從含有SIO2的矽石中還原出來。冶煉矽鐵大多使用冶金焦作還原劑，鋼屑是矽鐵的調節劑。

生產一噸矽鐵原料及電能消耗為：

矽石：1780-1850kg

焦炭：890-930kg

鋼屑：220-230kg

電極糊: 45-55kg

電耗: 8400-9000kwh/t

套用

矽鐵在鋼工業、鑄造工業及其他工業生產中被廣泛套用。

矽鐵是煉鋼工業中必不可少的脫氧劑。炬鋼中，矽鐵用於沉澱脫氧和擴散脫氧。磚坯鐵還作為合金劑用於煉鋼中。鋼中添加一定數量的矽，能顯著提高鋼的強度、硬度和彈性，提高鋼的磁導率，降低變壓器鋼的磁滯損耗。一般鋼中含矽0.15%-0.35%，結構鋼中含矽0.40%～1.75%，工具鋼中含矽0.30%～1.80%，彈簧鋼中含矽0.40%～2.80%，不銹耐酸鋼中含矽3.40%～4.00%，耐熱鋼中含矽1.00%～3.00%，矽鋼中含矽2%～3%或更高。

高矽矽鐵或矽質合金在鐵合金工業中用作生產低碳鐵合金的還原劑。矽鐵加入鑄鐵中可作球墨鑄鐵的孕育劑，且能阻止碳化物形成，促進石墨的析出和球化，改善鑄鐵性能。

此外，矽鐵粉在選礦工業中可作懸浮相使用，在焊條製造業中作焊條的塗料；高矽矽鐵在電氣工業中可用製備半導體純矽，在化學工業中可用於製造矽酮等。

在煉鋼工業中，每生產一噸鋼大約消耗3～5kg75%矽鐵。

熔點：75FeSi為1300℃

矽鐵中含有少量磷的金屬化合物，如磷化鈣等，在車船運輸或倉庫儲存時，如果受潮，可放出磷化氫，使倉內或周圍人群中毒。磷化氫中毒嚴重時可致人死亡。

標準

信息

標準號 StandardNo： GB/T 2272-2009

中文標準名稱 StandardTitle in Chinese： 矽鐵

英文標準名稱： Ferrosilicon

發布日期 IssuanceDate： 2009-7-8

實施日期 ExecuteDate： 2010-4-1

首次發布日期 FirstIssuance Date： 1980-12-31

標準狀態 StandardState： 現行

複審確認日期 ReviewAffirmance Date：

計畫編號 Plan No： 20063497-T-605

代替國標號 ReplacedStandard： GB/T 2272-1987

被代替國標號 ReplacedStandard:

廢止時間 RevocatoryDate：

採用國際標準號 AdoptedInternational Standard No： ISO 5445:1980

采標名稱 AdoptedInternational Standard Name： 矽鐵 規格和交貨條件

採用程度 ApplicationDegree： MOD

採用國際標準 AdoptedInternational Standard： ISO

國際標準分類號(ICS)： 77.100

中國標準分類號(CCS)： H42

標準類別 StandardSort： 產品

標準頁碼 Number ofPages:

標準價格(元) Price(￥)：

主管部門 Governor： 中國鋼鐵工業協會

歸口單位 TechnicalCommittees： 全國鋼標準化技術委員會

起草單位 DraftingCommittee： 武鋼(集團)森泰通山冶金有限公司、騰達西北鐵合金有限責任公司、冶金工業信息標準研究院、湖北華爾靚浦項矽科技有限公司、中鋼集團吉林鐵合金股份有限公司

範圍

本標準規定了矽鐵的技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、儲運、標誌和質量證明書。

本標準適用於煉鋼和鑄造作脫氧或合金元素加人劑及金屬鎂等行業使用的矽鐵。

引用

下列檔案中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用檔案，其隨後所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用於本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協定的各方研究是否可適用這些檔案的最新版本。凡是不注日期的引用檔案，其最新版本適用於本標準。

GB/T 3650 鐵合金驗收、包裝、儲運、標誌和質量證明書的一般規定

GB/T 4010 鐵合金化學分析用試樣的採取和製備（GB/T 4010-1994，neq ISO 4552：1987）

GB/T 4333.1 矽鐵化學分析方法 高氯酸脫水重量法測定矽量

GB/T 4333.2 矽鐵化學分析方法 鉍磷鉬藍光度法測定磷量

GB/T 4333.3 矽鐵化學分析方法 鉍磷鉬藍光度法測定磷量

GB/T 4333.4 矽鐵化學分析方法 鉻天青S光度法、EDTA測定法和火焰原子吸收光譜法（GB/T 4333.4-2007,ISO 4139,1987 ）

GB/T 4333.6 矽鐵化學分析方法 二苯基碳醯二肼光度法測定鉻量

GB/T 4333.7 矽鐵化學分析方法 色層分離硫酸鋇重量法測定硫量

GB/T 4333.8 矽鐵化學分析方法 原子吸收光譜法測定鈣量

GB/T 4333.9 矽鐵化學分析方法火焰原子吸收光譜法測定鋁量

GB/T 4333.10 矽鐵化學分析方法 紅外線吸收法測定碳量

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