فروسیلیکون منیزیم
=================

فروسیلیکون منیزیم (به انگلیسی:Ferrosilico Magnesium)از خانواده فروآلیاژها بوده وآلیاژ ذوب مجدد محسوب میشودکه از ترکیب سیلسیم ،منیزیم و آهن به دست آورده میشود ، نام دیگر آن (ندولارایزر) بوده یا گره ساز آلیاژ منیزیم می باشد ،این ماده به طور کلی دارای 5-7 درصد منیزیم ، 43-48 درصد سیلیس ،1.2 درصد آلومنیوم و 0.8 درصد کلسیم و درصد کمی خاک کمیاب افزوده شده در فروسیلیکات می باشد که سطحی همانند فلزات براق و مات دارد، همچنین نام دیگر آن فرومنیزیم است که به صورت کلوخه ها ی نقره ای و خاکستری رنگ نیز دیده میشود ، باید دقت نمود که تغییرات در رنگ در کلوخه ها می تواند نشان دهنده ناخالصی هایی در مقادیر قابل توجه در این محصول باشد. این فروآلیاژ از ترکیب منیزیم(Mg) ، سیلیس (Si) و آهن (Fe) تولید میشود و نام اختصاری آن FeSiMg می باشد که با تغییرات درصدی هرکدام از عناصر می تواند تغییر کند.این ماده را میتوان در بازار های صنعتی در بسته بندی های 25،50و 100 کیلوگرمی پیدا کردفروسیلیکون منیزیم دارای دمای ذوب بالایی در حد 1300 درجه سانتی گراد می باشد که به آن ویژگی های خاصی می بخشد.

با توجه به اینکه عنصر منیزیم در دما بالاتر از 1000 درجه سلسیوس تبخیر میشود، این عنصر در حالت خالص می تواند میل شدیدی به ترکیب شدن با اکسیزن داشته باشد. به همین علت ان را به شکل آلیاژ درآورده و برای افزودن منیزیم به مذاب استفاده میکنند. در صنعت فروسیلیکون منیزیم را بسته به آزمون وخطا و تجربه اپراتور ، کمی قبل از عملیات بارریزی به قالب اضافه میشود.پس از بارریزی و در حین انجماد، منیزیم توسط دانه های منیزیم جذب شده و گرافیت های ورقه ای (flake)به کروی (spheroid) تبدیل میشوند.

ویژگی های فروسیلیکون منیزیم
---------------------------

فروسیلیکون منیزیم استحکام مکانیکی قابل توجهی دارد و قابلیت اکسیدزدایی و گوگردزدایی قوی را دارا است.

این ماده توانایی اشتعال زایی بالایی دارد به طوری که تحت شرایط خاص جرقه میزند ولی باید به این توجه کرد که این آلیاژ اگر در حالت خشک باشد ، قابل احتراق نخواهد بود و در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت یا اسیدو باز منجر به تولید گازهای بسیار خطرناکی میشود،همچنین تنفس غبار و گاز تولیدی از اشتعال فروسیلیکون منیزیم در ریه ها و اعضای مخاطی ایجاد سوزش میکند و خطرات جبران ناپذیری به دنبال خواهد داشت. این ماده همچنین بوی مخصوص به خود را دارد که در بعضی مواقع آن را به همراه خود دارد و در بعضی مواقع بویی از آن شنیده نخواهد شد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مربوط به شکل ظاهری این فروآلیاژ عبارتند از : گرانول های فلزی خاکستری در اندازه های مختلف قرار دارند، در آستانه بودار بودن یا بدون بو بوده و در حالت گاز یا جامد مشتعل میشود. مشکلات گوارشی احتمالی در صورت تماس این فروآلیاز با پوست که برای رفع آن می بایست پوست را با آب و شوینده ملایم شستشو داد.در صورت احتمال تماس یافتن این ماده با چشم نیز باید ار محلول آب نمک استفاده نمود.

برای خاموش اشتعال ناشی از این ماده میتوان از شن وماسه خشک ، CO2و پودر خشک استفاده نمود.باید به این توجه داشت که فروسیلیکون منیزیم در شکل گرانول های خشگ نیز قابلیت اشتعال پذیری نخواهد داشت.

### ذخایر منیزیم در جهان

یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده فروسیلیکو منیزیم فلز منیزیم است که تولید این آلیاژ به طور کسترده به وجود منابع این فلز وابسته است.

کل ذخایر جهانی سنگ معدن منیزیم تقریبا 570 میلیون تن فلز اسنت که به طور نابرابر توزیع شده است.ذخایر به طور کلی ذر جنوب آفریقا، اوکراین ، استرالیا واقع شده است. 

تولید فروسیلیکون
----------------

به طور کلی در صنعت دو روش کلی تولید فروسیلیکون منیزیم وجود دارد. در روش اول، سنگ معدن کاسته شده دومولیت توسط فرآیند سیلیکوترمیک یا آلومینوسیلیکوترمیک احیا میشود.عوامل احیا کننده مورد استفاده شامل فروسیلیسم یا مخلوطی از فروسیلیسیم و آلومنیوم خواهد بود.

منیزیم تولید شده در فرآیند احیا با فروسیلیسیم اضافی واکنش داده و منیزیم سیلیسید (Mg2Si) تشکیل داده خواهد شد.این ترکیب با اضافه شدن آهن فروسیلیکون منیزیم را تشکیل خواهد داد.در این روش عواملی همچون میزان عامل احیا کننده و نوع فلاکس اضافه شده (سنگ آهک ،فلورسپار ، بوکسیت و کوارتزیت ) نقش مهمی را ایفا خواهند کرد.

در دیگر روش مورد نظر فلز منیزیم را در فروسیلیس به شکل مذاب درآمده غوطه ور میکنند و به این ترتیب فروسیلیکون منیزیم تشکیل داده خواهد شد. در مقایسه دو روش آورده شده می توان به هزینه آن ها اشاره کرد که روش غوطه ور سازی مقرون به صرفه تر است.این روش امروزه به طور گسترده در صنعت استفاده میشود و با استفاده از آن میتوان فروسیلیسیم منیزیم حاوی 5 درصد منیزیم را با موفقیت تولید کرد.

آلیاژهای فروسیلیکون منیزیم در کوره های القایی و در قالب های دایمی ریخته گری میشوندتا یکنواختی حاصل شود.تمامی فروسیلیکون های تولیدی با استفاده از طیف سنج فلویوررسانی اشعه ایکس،تجزیه و تحلیل میشوند تا اطمینان از کیفیت پایدار حاصل شود.

کاربرد های فروسیلیکون منیزیم
----------------------------

گره ها عمدتا به عنوان افزودنی در مایع آهن در طول ریخته گری استفاده میشوند، که باعث میشود گرافیت کروی تقویت شده و باعث افزایش گرافیت های کروی میشود و از اثرات کروی شدن عناصر تداخل جلوگیری میکند که سبب بهبود خواص مکانیکی میشود. این ماده با افزودن اندکی از منیزیم به آهن فرآیند تبدیل پوسته های گرافیتی به مورفولوژی شبه کروی مورد نیاز را تسهیل می بخشد.

در آهن مذاب نقش گره زدایی گوگرد زدایی و گاززدایی و غیره را ایفا میکند.این ماده میتواند سطح خلوص ریخته گری آب را بهبود بخشد و ترکیبات بهتر یرا تولید کند.از این ماده به عنوان حذف کننده آرسنیک، روی و سرب نیز استفاده میشود. همچنین میتوان از ان در تولید فولا کربن ، فولاد سیلیکونی و فولاد ضدزنگ استفاده کرد. در صنعت متالوژی طیف استفاده از این آلیاژ بسیار گسترده است.در صنعت الکترونیک نیز به عنوان منبع سیلیکون خالص استفاده میشود دیگر استفاده از این آلیاژ در این صنعت می توان به تقویت کننده المنت باقی مانده که ناشی از میزان تحمل بالاتر فروسیلیسیم منیزیم به پرلیت(آلیاژ آهن و کربن ) اشاره کرد.به طور گسترده در تولید مواد ندولیزاسیون با کیفیت بالا استفاده میشود و کاربرد گسترده ای در تولید آهن SG و ریخته گری تخصصی آهن خاکستری برای صنعت خودرو پیدا میکند.

استفاده از این محصول در افزایش فاز فریت و کاهش تردی قطعات،کاهش هزینه های عملیات حرارتی و بهبود قابلیت ماشین کاری و همچنین کاهش کاربید ها در ریخته گری مقاطع آزاد و بهبود کیفیت ریخته گری با افزایش جوانه زنی در مذاب نقش بسزایی دارد.

از دیگر کابرد فروسیلیکومنیزیم میتوان به تصفیه فولاد،تولید فولاد های سیلیکونی و تولید فولاد های کربنی و عامل اتصال دهنده و استفاده در صنعت ذوب فولاد اشاره کرد.

ارتباط میان فروسیلیکون منیزیم و چدن
-----------------------------------

این ماده در تولید چدن نشکن استفاده میشود که چدن های ساخته شده در سه سایز 2-5 میلیمتر و 5-15 میلیمتر و 5-30 میلیمتر دانه بندی میشود. فروسیلیکو منیزیم در صنایع ریخته گری و ذوب فلزات برای تولید چدن های داکتیل یا نشکن استفاده میشود. .این آمیژان نقش مهمی را در تامین منیزیم لازم را برای مذاب چدن ایفا میکند.ظرفیت تولید این محصول سالانه 6000 تن میباشد و با دانه بندی های مختلفی تولید میگردد. با اضافه نموندن فروسیلیکون منیزیم به آلیاژ چدن مقاومت گرافیت های تولید شده افزایش می یابد.که به این عمل گره زنی گفته میشود.گره زنی فرایند کنترل ساختار و ویژگی ها با استفاده از تغییر شکل گرافیت از پوسته ها به شبه کروی در چدن در طول انجماد است.

کاربرد اصلی فرومنیزیم تبدیل گرافیت های های ورقه ای به کروی در تولد چدن و افزایش استحکام آن ماده با استفاده از این روش است.این فرآیند سبب میشود تا استحکام ماده موردنظر از 40تا60 کیلوگرم بر متر مربع به 60تا110 کیلوگرم بر متر مربع برساند. در این فرآیند منیزیم توسط دانه های گرافیت جذب میشود و تنش سطحی را در ماده نظر تغییر میدهد ، این عمل سبب میشود تا شرایط رشد در تمام جهات یکنواخت شود ، از دیگر فواید این عمل می توان به بهبود دادن استحکام کششی قطعات اشاره کرد.

آلیاژ فروسیلیکون منیزیم نقش مهمی در تولید چدن گره دار دارد ، این ماده به عنوان یک ماده افزودنی، گرافیت چدن را به یک توپ متبلور تبدیل میکند.اگر گرافیت کروی در چدن گره ای پس از عملیات کروی سازی سیال چدنی باشد،استحکام بسیار بیشتر از چدن خاکستری خواهد بود،چقرمگی ان نیز بیشتر از چدن چکش خوار خواهد بود.

منابع
=====

<


1. ↑
2. ↑
3. ↑   Mills, Adelbert Phillo (1922) Materials of Construction: Their Manufacture and Properties, John Wiley & sons, inc, originally published by the University of Wisconsin, Madison
4. ↑
5. ↑  ferrosilicon magnesium preduce
6. ↑  Ferroalloys and Other Additives to Liquid Iron and Steel