フェロシリコンについて詳しく学ぶ: 定義、グレードから幅広い用途まで

フェロシリコンは、ケイ素（Si）と鉄（Fe）を中心成分とする鉄とケイ素の二元合金です。サブマージアーク炉での高温製錬によって製造されます。-

 原材料：珪砂（SiO₂ 99%以上）、コークス（固定炭素85%以上）、鉄スクラップ（Fe98%以上）。コークスは還元剤として作用し、1700～2000度で珪砂中のシリコンを還元し、鉄と融合して合金を形成します。

 主要な特性:融点 1200-1300 度、密度 6.8-7.2 g/cm3。シリコン含有量が高くなると、硬度と脆性が増し、脱酸機能と接種機能が強化されます。

 産業上の価値:脱酸、脱硫、合金化、接種などの複数の機能を備えており、冶金業界における「多機能、低コスト」の原料の代表的な素材です。-

FeSiグレードは「シリコン含有量＋不純物グレード」に分かれます。コアグレードの構成制限と適用シナリオが明確に定義されており、全21グレードあります。主なグレードは次のとおりです。

注記：不純物含有量の単位は質量分率です。 C、S、および P は一般的な制限値です。一部の特殊グレードは、不純物要件（低硫黄など）に合わせてカスタマイズできます。-FeSi75、S 0.03% 以下）。

(1) 製鉄業：脱酸・合金化・補助機能

フェロシリコンは製鉄の「核となる機能性材料」であり、転炉や電気炉などのさまざまな製錬設備と互換性があります。

脱酸素機能：

シリコンは酸素と反応するための自由エネルギーが低く、溶鋼中の酸素と優先的に結合して SiO₂ を形成し、スラグとともに除去されます。 FeSi75 は主流の脱酸剤であり、溶鋼質量の 0.3% ～ 0.8% 添加されます。溶鋼の酸素含有量を 80 ～ 100 ppm から 30 ～ 50 ppm に低減し、気孔率や介在物欠陥を低減します。

合金化機能:

ケイ素を補給し、鋼の強度と硬度を向上させます。たとえば、Q355 低合金鋼を製造する場合、0.5% の FeSi75 を添加すると引張強度が 10% ～ 15% 増加し、建設や機械で使用される鋼に適しています。

発熱剤機能：

フェロシリコンパウダー（100～200メッシュ）燃焼時に多量の熱を放出します。インゴットキャップの加熱剤として使用すると、インゴットの歩留まりが 10% ～ 15% 増加し、収縮欠陥が減少します。

(2) 鋳造産業: 接種剤および球状化剤

フェロシリコンは鋳鉄製造における「性能調整剤」であり、主にねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄に適しています。

接種剤:

フェロシリコン75とフェロシリコン65接種剤として使用され、溶鉄質量の 0.2% ～ 0.5% 添加され、黒鉛化の沈殿を促進し、黒鉛粒子を微細化し、ねずみ鋳鉄の衝撃靱性を 20% ～ 30% 増加させます。エンジン ブロックや工作機械のベッドに適しています。

球状化剤:

マグネシウム合金と組み合わせた高ケイ素フェロシリコン（FeSi 75%）はダクタイル鉄の球状化剤として使用され、黒鉛の球状化を促進し、90％以上の球状化率を達成し、ダクタイル鉄の引張強さを300MPaから450MPa以上に高め、自動車のホイールハブやエンジニアリング機械部品に適しています。

(3) 合金の製造とマグネシウムの製錬

合金鉄還元剤:

高-シリコンフェロシリコン（FeSi90）は、炭素含有量が低い（0.2%以下）ため、低-炭素フェロクロムおよびフェロシリコン-マンガン合金の還元剤として使用されます。その還元効率はコークスよりも 30% ～ 40% 高く、合金内の炭素の増加を回避します。

マグネシウム製錬の中核原料:

マグネシウム製錬のピジョンプロセスでは、75# FeSi が CaO・MgO 中のマグネシウムを還元する還元剤として使用されます。. 1.2-1.3 トンのフェロシリコンが、生産される金属マグネシウム 1 トンごとに 75% 消費されます。還元温度は1100〜1200度に制御され、マグネシウムの回収率は85％以上に達します。

(4) その他の特別な用途

鉱物加工産業:

FeSi 粉末 (200 ～ 300 メッシュ) は、スラリー密度 (1.2 ～ 1.5 g/cm3) を調整するためにスラリー中の懸濁相として使用され、複合鉱石の分離効率を向上させ、精鉱グレードを 5% ～ 8% 高めます。

溶接材料:

FeSi65 は溶接電極のコーティング材料として使用され、溶接中の脱酸を実現し、溶接気孔率とスラグ介在物を低減し、溶接部の引張強度と耐食性を向上させます。構造用鋼やパイプラインの溶接に適しています。

化学産業:

高-シリコンフェロシリコン（FeSi90）は、有機シリコンの製造に使用されます。シリコンはクロロメタンと反応してメチルクロロシランを生成し、これがさらに合成されて、建築および電子パッケージング分野に適したシリコーンゴム、シーラント、その他の製品になります。

(1) 中核となる選定原則

「純度要件」に基づく：

ハイエンド電子機器や特殊合金の場合は、FeSi90 シリーズ（低アルミニウム、低不純物）を選択してください。通常の製鋼および鋳造には、FeSi75 シリーズを選択してください（コスト効率が高い）。-小型鋳鉄部品の場合は、FeSi45 シリーズ (低シリコン、高靭性) を選択してください。

「機能要件」に基づく：

脱酸素には、フェロシリコン合金 75 (適度なシリコン含有量、高い反応効率) を優先します。接種には FeSi65 (不純物耐性が高く、コストが低い) を選択します。還元剤には FeSi90 (低炭素、強力な還元力) を選択してください。

(2) 使用上の注意

投与量制御:

過剰な添加は、鋼/鋳鉄の脆化を容易に引き起こす可能性があります (たとえば、FeSi75 の添加が 1.0% を超えると、鋼の衝撃靱性が 20% 以上減少します)。

保管条件:

乾燥した換気の良い環境で保管し、湿気による酸化を避けてください (酸化後、表面に SiO₂ 膜が形成され、反応性が低下します)。

標準互換性:

輸出製品は国際規格に準拠する必要があります（たとえば、FeSi75 は ASTM A480 Grade 75、EN 15597-1 Type FeSi75 に対応します）。