Način proizvodnje ferrosilicija i njegove uobičajene specifikacije

Ferrosilicij (FeSi) je široko korištena ferolegura, prvenstveno se koristi kao dezoksidans i legirajući sredstvo u čeličnoj industriji. Njegova proizvodnja je proces koji troši puno energije i temelji se na redukciji silice u lunarnoj električnoj peći.

Proces proizvodnje ferrosilicija

Proizvodnja ferrosilicija u prvom redu koristi lunarnu električnu peć za redukciju (često se naziva „lunarna električna peć“ ili „lučna peć“). Proces se može podijeliti u nekoliko ključnih faza:

Priprema sirovina: Glavne sirovine su:
· Silicij (SiO₂): Obično zahtijeva čistoću veću od 97% .
· Karbonatni reduktori: Npr. metalurški koks, petrološki koks ili drveni ugalj.
· Izvori željeza: Obično čelični otpad/šrapir ili ruda željeza koji osiguravaju željezni dio i kontrolu sadržaja silicija u konačnom leguri. Ove sirovine prolaze kroz procese poput drobljenja, sita i sušenja radi postizanja odgovarajuće veličine čestica i sadržaja vlage za glatko vođenje peći.

Topljenje u peći: Pomiješane sirovine kontinuirano se unose u lučnu peć. Na visokim temperaturama (iznad 1800°C) koje stvaraju električni lukovi između elektroda i materijala, silicijev dioksid u kvarcu se reducira ugljikom i stvara silicij koji se zatim legira s željezom, proizodeći talina ferrosilicija.
· Održavanje stabilne dubine umetanja elektroda i nadzor uvjeta u peći (temperatura, tlak) ključni su za učinkovitu operaciju.
· Ciklus ispuštanja je obično svakih 2 do 4 sata .
Rafiniranje (za visokopurne ili posebne kvalitete): Za proizvodnju ferrosilicija niskog ugljika, niskog aluminija ili drugih visokopurnih kvaliteta, potrebno je vanjsko rafiniranje. Uobičajene metode uključuju:
· Korištenje tehnologije puhanja argonom i miješanja radi poticanja potpunog kontakta između taline legure i sredstava za rafiniranje (kao što su kompleksni dezoksidansi i rafinirana šljaka), čime se olakšava uklanjanje nečistoća poput ugljika i aluminija.
· Rafiniranje kisikom ili metode ispiranja šljakom također se mogu primijeniti.
Livenje i drobljenje: Ferrosilicij koji se izlijeva iz peći se ulijeva u kalupe. Nakon hlađenja i očvršćivanja, drobi se, sortira (prema zahtjevima kupca za raspodjelom veličine čestica, npr. blokovi 10-100 mm za proizvodnju čelika, prah 0,2-8 mm za livenje), pakira i spremno za isporuku.

Uobičajene specifikacije i modeli ferrosilicija

Ferrosilicij se u prvom redu klasificira prema sadržaju silicija (Si) i sadržaju nečistoća poput aluminija (Al), ugljika (C), fosfora (P) i sumpora (S). Uobičajeni modeli uključuju:

Klasa / Model Sadžaj Si (%) Granične vrijednosti nečistoća (Maks. %) Primjena i napomene
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Najčešća klasa, široko se koristi za odmetalanje i legiranje čelika.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Standardna klasa za proizvodnju čelika.
Ferrosilicij niskog sadržaja ugljika (npr. B-LcFeSi) ~75 C: Vrlo nizak (npr. ≤0,02), Al, P, S kontrolirani Koristi se za odmetalanje visokokvalitetnih čelika, poput električnog čelika.
45% Si FeSi 40-47 Al, C, P, S kontrolirani Koristi se u lijevaonicama sijerog uljeza kao modifikator.

· Veličina čestica: Ovisno o primjeni, ferrosilicij se isporučuje u različitim veličinama, poput standardnih komada (10-100 mm), fino razdrobljenih komada (10-50 mm) ili praška/krhotina (0-8 mm). Udio krhotina često je strogo kontroliran (npr. <5% ispod 10 mm).

Ferrosilicij je ključan u:

· Proizvodnji čelika: Djeluje kao dezoksidans (uklanja kisik iz rastopljenog čelika) i legirajući element (dodaje određena svojstva poput povećane čvrstoće i otpornosti na koroziju čeliku).
· Ljevačkoj industriji: Koristi se kao modifikator u proizvodnji sivog lijeva kako bi se potakla tvorba kuglastog grafita, poboljšavajući čvrstoću i kvalitetu sivog lijeva.

Zaključno, proizvodnja ferrosilicija je kompleksan proces koji uključuje visokotemperaturnu metalurgiju i preciznu kontrolu. Različiti razredi i specifikacije zadovoljavaju raznolike potrebe različitih industrija, čime postaje nezaobilazan važan materijal u modernoj industriji.