硅铁（铁和硅组成的铁合金）

VLoG
VLoG
次浏览
更新时间：2023-05-22
硅铁
铁和硅组成的铁合金
硅铁就是铁和硅组成的铁合金。硅铁是以焦炭、钢屑、石英（或硅石）为原料，用电炉冶炼制成的铁硅合金。由于硅和氧很容易化合成二氧化硅，所以硅铁常用于炼钢时作脱氧剂，同时由于SiO2生成时放出大量的热，在脱氧的同时，对提高钢水温度也是有利的。同时，硅铁还可作为合金元素加入剂，广泛应用于低合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中，硅铁在铁合金生产及化学工业中，常用作还原剂。
基本信息
中文名
硅铁
外文名
ferrosilicon
熔点
1300℃
主要危害
无
类型
铁合金
展开
定义
构成
铁和硅组成的铁合金(以硅石、钢、焦碳为原料，经过1500-1800度高温还原的硅熔于铁液中，形成硅铁合金)。是冶炼行业重要的合金品种。
硅铁按硅及其杂质含量，分为21个牌号，其化学成分如下表：（根据GB/T2272-2009）
牌号
化学成分（质量分数）/%
Si
Al
Ca
Mn
Cr
P
S
C
Ti
Cu
V
不大于
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
—
—
—
—
—
展开表格
应用领域
冶炼
硅铁是以焦炭、钢屑、石英（或硅石）为原料，用电炉冶炼制成的。传统炼制硅铁时，是将硅从含有SIO2的硅石中还原出来。冶炼硅铁大多使用冶金焦作还原剂，钢屑是硅铁的调节剂。
生产一吨硅铁原料及电能消耗为：
硅石：1780-1850kg
焦炭：890-930kg
钢屑：220-230kg
电极糊:45-55kg
电耗:8400-9000kwh/t
硅铁在钢工业、铸造工业及其他工业生产中被广泛应用。
硅铁是炼钢工业中必不可少的脱氧剂。炬钢中，硅铁用于沉淀脱氧和扩散脱氧。砖坯铁还作为合金剂用于炼钢中。钢中添加一定数量的硅，能显著提高钢的强度、硬度和弹性，提高钢的磁导率，降低变压器钢的磁滞损耗。一般钢中含硅0.15%-0.35%，结构钢中含硅0.40%～1.75%，工具钢中含硅0.30%～1.80%，弹簧钢中含硅0.40%～2.80%，不锈耐酸钢中含硅3.40%～4.00%，耐热钢中含硅1.00%～3.00%，硅钢中含硅2%～3%或更高。
高硅硅铁或硅质合金在铁合金工业中用作生产低碳铁合金的还原剂。硅铁加入铸铁中可作球墨铸铁的孕育剂，且能阻止碳化物形成，促进石墨的析出和球化，改善铸铁性能。
此外，硅铁粉在选矿工业中可作悬浮相使用，在焊条制造业中作焊条的涂料；高硅硅铁在电气工业中可用制备半导体纯硅，在化学工业中可用于制造硅酮等。
在炼钢工业中，每生产一吨钢大约消耗3～5kg75%硅铁。
熔点：75FeSi为1300℃
硅铁中含有少量磷的金属化合物，如磷化钙等，在车船运输或仓库储存时，如果受潮，可放出磷化氢，使仓内或周围人群中毒。磷化氢中毒严重时可致人死亡。
(1)在炼钢工业中用作脱氧剂和合金剂。为了获得化学成分合格的钢和保证钢的质量，在炼钢的最后阶段必须进行脱氧，硅和氧之间的化学亲和力很大，因而硅铁是炼钢较强的脱氧剂用于沉淀和扩散脱氧。在钢中添加一定数量的硅，能显著地提高钢的强度、硬度和弹性，因而在冶炼结构钢（含硅0.40-1.75%)、工具钢(含SiO.30-1.8%)、弹簧钢(含SiO.40-2.8%)和变压器用硅钢（含硅2.81-4.8%)时，也把硅铁作为合金剂使用。同时改善夹杂物形态减少钢液中气体元素含量，是提高钢质量、降低成本、节约用铁的有效新技术。特别适用于连铸钢水脱氧要求，实践证明，硅铁不仅满足炼钢脱氧要求，还具有脱硫性能且具有比重大，穿透力强等优点。
硅铁
此外，在炼钢工业中，利用硅铁粉在高温下燃烧能放出大量热这一特点，常作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。
(2)在铸铁工业中用作孕育剂和球化剂。铸铁是现代工业中一种重要的金属材料，它比钢便宜，容易熔化冶炼，具有优良的铸造性能和比钢好得多的抗震能力。特别是球墨铸铁，其机械性能达到或接近钢的机械性能。在铸铁中加入一定量的硅铁能阻止铁中形成碳化物、促进石墨的析出和球化，因而在球墨铸铁生产中，硅铁是一种重要的孕育剂（帮助析出石墨）和球化剂。
(3)铁合金生产中用作还原剂。不仅硅与氧之间化学亲和力很大，而且高硅硅铁的含碳量很低。因此高硅硅铁（或硅质合金）是铁合金工业中生产低碳铁合金时比较常用的一种还原剂。
(4)75#硅铁在皮江法炼镁中常用于金属镁的高温冶炼过程中，将CaO.MgO中的镁置换出来，每生产一吨金属镁就要消耗1.2吨左右的硅铁，对金属镁生产起着很大的作用。
(5)在其他方面的用途。磨细或雾化处理过的硅铁粉，在选矿工业中可作为悬浮相。在焊条制造业中可作为焊条的涂料。高硅硅铁在化学工业中可用于制造硅酮等产品。
在这些用途中，炼钢工业、铸造工业和铁合金工业是硅铁的最大用户。它们共消耗约90%以上的硅铁。在各种不同牌号的硅铁中，目前应用最广的是75%硅铁。在炼钢工业中，每生产1t钢大约消耗3-5kg75%硅铁。
标准
国际硅铁标准（ISO5445-80）表1、硅铁牌号和化学成分
牌号
化学成分，%
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
展开表格
注：如无另外规定，则这些数值仅为资料列出。表2、硅铁的颗粒粒度
等级
粒度范围/?
过细粒度（最大）%
过粗粒度（最大）/%
总量
<3.15?
1
100-315
20
6
10（在两个或3个方向上，不得有超过规定粒度范围最大极限值×1.15的粒度）
2
75-200
20
6
3
35-100
18
6
4
10-75
18
7
展开表格
注：按组批的产品，各炉之间含硅量相差不得超过3%(绝对值)。
标准
标准号StandardNo：GB/T2272-2009
中文标准名称StandardTitleinChinese：硅铁
英文标准名称：Ferrosilicon
发布日期IssuanceDate：2009-7-8
实施日期ExecuteDate：2010-4-1
首次发布日期FirstIssuanceDate：1980-12-31
标准状态StandardState：现行
复审确认日期ReviewAffirmanceDate：
计划编号PlanNo：20063497-T-605
代替国标号ReplacedStandard：GB/T2272-1987
被代替国标号ReplacedStandard:
废止时间RevocatoryDate：
采用国际标准号AdoptedInternationalStandardNo：ISO5445:1980
采标名称AdoptedInternationalStandardName：硅铁规格和交货条件
采用程度ApplicationDegree：MOD
采用国际标准AdoptedInternationalStandard：ISO
国际标准分类号(ICS)：77.100
中国标准分类号(CCS)：H42
标准类别StandardSort：产品
标准页码NumberofPages:
标准价格(元)Price(￥)：
主管部门Governor：中国钢铁工业协会
归口单位TechnicalCommittees：全国钢标准化技术委员会
起草单位DraftingCommittee：武钢(集团)森泰通山冶金有限公司、腾达西北铁合金有限责任公司、冶金工业信息标准研究院、湖北华尔靓浦项硅科技有限公司、中钢集团吉林铁合金股份有限公司
范围
本标准规定了硅铁的技术要求、试验方法、检验规则、包装、储运、标志和质量证明书。
本标准适用于炼钢和铸造作脱氧或合金元素加人剂及金属镁等行业使用的硅铁。
引用
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可适用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T3650铁合金验收、包装、储运、标志和质量证明书的一般规定
GB/T4010铁合金化学分析用试样的采取和制备（GB/T4010-1994，neqISO4552：1987）
GB/T4333.1硅铁化学分析方法高氯酸脱水重量法测定硅量
GB/T4333.2硅铁化学分析方法铋磷钼蓝光度法测定磷量
GB/T4333.3硅铁化学分析方法铋磷钼蓝光度法测定磷量
GB/T4333.4硅铁化学分析方法铬天青S光度法、EDTA测定法和火焰原子吸收光谱法（GB/T4333.4-2007,ISO4139,1987）
GB/T4333.6硅铁化学分析方法二苯基碳酰二肼光度法测定铬量
GB/T4333.7硅铁化学分析方法色层分离硫酸钡重量法测定硫量
GB/T4333.8硅铁化学分析方法原子吸收光谱法测定钙量
GB/T4333.9硅铁化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定铝量
GB/T4333.10硅铁化学分析方法红外线吸收法测定碳量