mini|FerrosiliciumFerrosilicium (FeSi) ist eine Eisen-Silicium-Legierung, also ein Gemisch aus Metallen bzw. eine feste Metallverbindung. Es zählt zu den Ferrolegierungen, also Mischungen aus Eisen und einem hohen Anteil anderer Elemente. Weitere Ferrolegierungen sind Mischungen mit Mangan oder Aluminium.
FeSi ist eine Vorlegierung bzw. Vorprodukt für die Stahlindustrie zur Herstellung von speziellen Stählen und Gusseisen. Es wird von Siliciumherstellern produziert und dient zur Desoxidation und als Legierungsbestandteil. Es ist außerdem ein Ausgangsstoff für Silicastaub bzw. Microsilica, das beispielsweise als Zusatzstoff für hochfesten Beton verwendet wird.Universität München: , abgerufen am 14. Mai 2014
Binärsystem FeSi Die Zweistoffmischung FexSiy – manchmal auch Fe-Si oder Si-Fe geschrieben – enthält Silicium mit typischen Gewichtsanteilen von 15–90 %, z. B. 75 % Silicium oder auch FeSi75 abgekürzt. Marktübliche Ferrosilicium-Sorten enthalten annähernd 15 %, 45 %, 75 % oder 90 % Silicium, der Rest ist jeweils Eisen.Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 404. Je nach Anforderung an das FeSi werden auch weitere Elemente im einstelligen Prozentbereich zugemischt.
Herstellung Ferrosilicium wird durch carbothermische Reduktion von Siliciumdioxid SiO2 und Eisenoxid in Lichtbogenöfen mit verdecktem Lichtbogen hergestellt.
Ferrosilicium mit einem Siliciumgehalt von 9 % bis 16 % wird im Hochofen aus Eisenerz und Quarz hergestellt. Ferrosilicium mit höherem Siliciumgehalt wird aus Quarz, Stahlschrott und Koks bzw. Holzkohle im Elektroniederschachtofen gewonnen.
Verwendung Ferrosilicium findet eine breite Verwendung in der Eisenmetallurgie bzw. Herstellung von speziellen Stählen. Bei der Stahlherstellung wird es wie Calciumsilicid wegen der hohen Affinität des Silicium zum Sauerstoff als Desoxidationsmittel (Reduktionsmittel) eingesetzt. Ferrosilicium reduziert die Oxidation wertvoller Elemente wie Chrom bei der Herstellung von Edelstahl.
Es dient außerdem zur Metallgewinnung (z. B. für Ferrochrom) und für silicothermische Prozesse. Weiterhin wird es zur Legierung für die Erzeugung von Elektroblechen und hitzebeständigem Stahl verwendet.
Noch wichtiger ist Ferrosilicium in der Gusseisenmetallurgie. Hier wird es zur Herstellung von Vorlegierungen für die Behandlung (Modifizierung) von Schmelzen für Gusseisen mit Kugelgraphit benutzt. Diese Vorlegierungen enthalten 3 bis 40 % Magnesium und weitere Zusätze aus der Familie der Metalle der Seltenen Erden. Ferrosilicium ist auch die Basis für Herstellung von Impfmitteln, welche zur Steuerung des Erstarrungsprozesses durch Erhöhung der Keimzahl in der Schmelze dienen.
Des Weiteren können siliciumhaltige Legierungen als Reduktionsmittel in bestimmten metallurgischen Prozessen zur Reduktion von Metalloxiden eingesetzt werden.
Eigenschaften Die Dichte und der Schmelzpunkt von Ferrosilicium sind stark vom Siliciumgehalt abhängig. Je höher der Si-Gehalt ist, desto niedriger sind Schmelzpunkt und Dichte der Legierung.
Literatur
Siehe Siliciumhersteller
Einzelnachweise
Kategorie:Silicium Kategorie:Eisenlegierung Kategorie:Stahl Kategorie:Beton Kategorie:Metallprodukt