Ferrosilicium
Ferrosilicium ist eine Vorlegierung für die Herstellung von Stahl und Gusseisen, ebenfalls ist es ein Vorprodukt zur Herstellung von Trichlorsilan und somit eine Vorstufe zur Herstellung von hochreinem Silicium für den Photovoltaik- und Halbleitermarkt.<ref name="Arnold F. Holleman" />
Verwendung
Ferrosilicium findet eine breite Verwendung in der Eisenmetallurgie. Bei der Stahlherstellung wird es wie Calciumsilicid wegen der hohen Affinität des Silicium zum Sauerstoff als Desoxidationsmittel (Reduktionsmittel) eingesetzt. Es dient außerdem zur Metallgewinnung (z. B. für Ferrochrom) und für silicothermische Prozesse.<ref name="Arnold F. Holleman">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 880.</ref> 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.<ref name="Alfred Böge, Rainer Ahrberg, Klaus-Dieter Arndt, Werner Bahmann, Lutz Barfels, Jürgen Bauer, Ulrich Borutzki, Gert Böge, Wolfgang Böge">Alfred Böge, Rainer Ahrberg, Klaus-Dieter Arndt, Werner Bahmann, Lutz Barfels, Jürgen Bauer, Ulrich Borutzki, Gert Böge, Wolfgang Böge: Handbuch Maschinenbau: Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik - Alfred Böge, Rainer Ahrberg, Klaus-Dieter Arndt, Werner Bahmann, Lutz Barfels, Jürgen Bauer, Ulrich Borutzki, Gert Böge, Wolfgang Böge. Springer DE, 2013, ISBN 3-8348-2479-8, S. M-5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref> Diese Vorlegierungen enthalten 3 bis 40 % Magnesium<ref name="John R. Brown">John R. Brown: Foseco Foundryman's Handbook. Butterworth-Heinemann, 1994, ISBN 0-7506-1939-2, S. 222 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref> und weitere Zusätze aus der Familie der Metalle der Seltenen Erden.<ref name="J. R. Lampman, A. T. Peters">J. R. Lampman, A. T. Peters: Ferroalloys and Other Additives to Liquid Iron and Steel: A Symposium. ASTM International, 1981, S. 139 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref> Ferrosilicium ist auch die Basis für Herstellung von Impfmitteln, welche zur Steuerung des Erstarrungsprozesses durch Erhöhung der Keimzahl in der Schmelze dienen.<ref name="Stephan Hasse">Stephan Hasse: Giesserei Lexikon. Fachverlag Schiele & Schoen, 2001, ISBN 3-7949-0655-1, S. 618 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref>
Zudem wird Ferrosilicium als Reduktionsmittel zur Gewinnung von Metallen, z. B. Magnesium, aus deren Oxiden eingesetzt.<ref name="Arnold F. Holleman" />
Herstellung
Ferrosilicium ist ein Derivatprodukt aus dem Elektroschmelzprozess von Normalkorund. Als weiteres Nebenprodukt fällt Microsilica für die Bauindustrie an, beispielsweise bei Hochfestem Beton.<ref name="baustoffkreislauf-silicastaub.pdf">Universität München: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />PowerPoint-Präsentation - Baustoffe aus Recyclaten und Nebenprodukten ( vom 15. Mai 2014 im Internet Archive), abgerufen am 14. Mai 2014</ref> Ferrosilicium mit einem Siliciumgehalt von 9 % bis 16 % wird im Hochofen aus Eisenerz und Quarz hergestellt.<ref name="Bernhard Osann">Bernhard Osann: Lehrbuch der Eisen- und Stahlgiesserei: Für den Gebrauch beim Unterricht ... BoD – Books on Demand, 2013, ISBN 3-8457-0213-3, S. 138 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref> Ferrosilicium mit höherem Siliciumgehalt wird aus Quarz, Stahlschrott und Koks bzw. Holzkohle im Elektroniederschachtofen gewonnen.<ref name="Arnold F. Holleman" /> Marktübliche Ferrosilicium-Sorten enthalten annähernd 15 %, 45 %, 75 % oder 90 % Silicium, der Rest ist jeweils Eisen.<ref name="ABC Chemie">Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 404.</ref>
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.
Einzelnachweise
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