Cómo se produce el ferrosilicio y sus especificaciones comunes

El ferrosilicio (FeSi) es una ferroaleación ampliamente utilizada, principalmente empleada como desoxidante y agente de aleación en la industria siderúrgica. Su producción es un proceso intensivo en energía que depende de la reducción de sílice en un horno de arco sumergido.

Proceso de Producción del Ferrosilicio

La fabricación del ferrosilicio utiliza principalmente un horno de reducción de arco sumergido (a menudo llamado "horno de arco sumergido" o "horno eléctrico de arco"). El proceso puede dividirse en varias etapas clave:

Preparación de Materiales Primas: Las principales materias primas son:
· Sílice (SiO₂): Generalmente requiere una pureza superior al 97% .
· Reductores Carbonosos: Como coque metalúrgico, coque petrolero o carbón vegetal.
· Fuentes de hierro: Generalmente virutas/desperdicios de acero o mineral de hierro para proporcionar el componente de hierro y controlar el contenido de silicio en la aleación final. Estos materiales primas pasan por procesos como trituración, tamizado y secado para alcanzar el tamaño de partícula y contenido de humedad adecuados para un funcionamiento eficiente del horno.

Fusión en horno: Las materias primas mezcladas son alimentadas continuamente en un horno de arco sumergido. A altas temperaturas (superiores a 1800°C) generadas por los arcos eléctricos entre los electrodos y la carga, el dióxido de silicio en la sílice es reducido por el carbono para formar silicio, el cual luego se alea con el hierro produciendo una fundición de ferrosilicio.
· Mantener una profundidad estable de inmersión de los electrodos y monitorear las condiciones del horno (temperatura, presión) es crucial para un funcionamiento eficiente.
· Generalmente, el ciclo de colada ocurre cada 2 a 4 horas.
Refinado (para grados de alta pureza o especiales): Para producir ferrosilicio de bajo carbono, bajo aluminio u otros grados de alta pureza, es necesario un refinado externo. Los métodos comunes incluyen:
· Utilizar tecnología de inyección y agitación con argón para promover un contacto completo entre el metal fundido y los agentes de refinado (como descarbonizadores compuestos y escoria refinadora), facilitando así la eliminación de impurezas como el carbono y el aluminio.
· También se pueden emplear métodos de refinado con oxígeno o lavado con escoria.
Fundición y trituración: El ferrosilicio fundido que se obtiene del horno se vierte en moldes. Una vez enfriado y solidificado, se tritura, se clasifica (según los requisitos del cliente en cuanto a distribución del tamaño de partícula, por ejemplo, bloques de 10-100 mm para la fabricación de acero, polvo de 0,2-8 mm para fundición) y se empaqueta para su envío.

Especificaciones y modelos comunes de ferrosilicio

El ferrosilicio se clasifica principalmente según su contenido de silicio (Si) y el contenido de impurezas como aluminio (Al), carbono (C), fósforo (P) y azufre (S). Los modelos comunes incluyen:

Grado / Modelo Contenido de Si (%) Límites comunes de impurezas (máx. %) Aplicaciones principales y notas
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Grado más común, ampliamente utilizado para desoxidación y aleación en la siderurgia.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Grado estándar para la producción de acero.
Ferrosilicio de bajo carbono (por ejemplo, B-LcFeSi) ~75 C: Muy bajo (por ejemplo, ≤0,02), Al, P, S controlados Utilizado para desoxidar variedades de acero de alta calidad como el acero eléctrico.
ferrosilicio al 45% Si 40-47 Al, C, P, S controlados Utilizado en fundiciones de hierro fundido como inoculante.

· Tamaño de partícula: Según la aplicación, el ferrosilicio se suministra en varios tamaños, tales como trozo estándar (10-100 mm), trozo refinado (10-50 mm) o polvo/finos (0-8 mm). La proporción de finos suele estar estrictamente controlada (por ejemplo, <5% por debajo de 10 mm).

El ferrosilicio es crucial en:

· Siderurgia: Actúa como desoxidante (eliminando el oxígeno del acero fundido) y como elemento de aleación (aportando propiedades específicas como mayor resistencia y resistencia a la corrosión al acero).
· Industria fundidora: Se utiliza como inoculante en la producción de hierro fundido para promover la formación de grafito esférico, mejorando la resistencia y calidad del hierro fundido.

En resumen, la producción de ferrosilicio es un proceso complejo que combina la metalurgia a alta temperatura y un control preciso. Diferentes grados y especificaciones satisfacen las diversas necesidades de varias industrias downstream, haciendo de este material un insumo indispensable en la industria moderna.