Bagaimana Ferrosilikon Dihasilkan dan Spesifikasi Lazimnya

Ferrosilikon (FeSi) ialah aloi besi yang digunakan secara meluas, terutamanya sebagai pengoksida dan agen pengaloian dalam industri keluli. Penghasilannya merupakan proses yang intensif tenaga dan bergantung kepada penurunan silika dalam ketuhar arka tenggelam.

Proses Pengeluaran Ferrosilikon

Pengeluaran ferrosilikon terutamanya menggunakan ketuhar penurunan arka tenggelam (selalunya disebut sebagai "ketuhar arka tenggelam" atau "ketuhar arka elektrik"). Proses ini boleh dibahagikan kepada beberapa peringkat utama:

Penyediaan Bahan Mentah: Bahan mentah utama adalah:
· Silika (SiO₂): Kebiasaannya memerlukan ketulenan lebih daripada 97% .
· Pengurang Berkarbon: Seperti kok metallurgi, kok petroleum, atau arang kayu.
· Sumber Besi: Kebiasaannya adalah serpih keluli/skrap atau bijih besi untuk membekalkan komponen besi dan mengawal kandungan silikon dalam aloi akhir. Bahan mentah ini melalui proses seperti penghancuran, penapisan, dan pengeringan untuk mencapai saiz zarah dan kandungan lembapan yang sesuai bagi memastikan operasi ketel yang lancar.

Peleburan Ketel: Bahan mentah yang telah dicampur secara berterusan dimasukkan ke dalam ketel arka tenggelam. Pada suhu tinggi (melebihi 1800°C) yang dijana oleh arka elektrik antara elektrod dan caj, silikon dioksida dalam silika dikurangkan oleh karbon untuk membentuk silikon, yang kemudian beraloi dengan besi untuk menghasilkan leburan ferrosilikon.
· Mengekalkan kedalaman penembusan elektrod yang stabil dan memantau keadaan ketel (suhu, tekanan) adalah penting untuk operasi yang berkesan.
· Kitaran penorehan biasanya diadakan setiap 2 hingga 4 jam.
Penyulingan (Untuk Gred Kelulusan Tinggi atau Khas): Untuk menghasilkan gred ferrosilikon berkarbon rendah, aluminium rendah, atau kelulusan tinggi lainnya, penyulingan luaran adalah perlu. Kaedah yang biasa digunakan termasuk:
· Menggunakan teknologi peniupan dan pengacauan argon untuk mempromosikan sentuhan penuh antara leburan aloi dan ejen penyulingan (seperti agen penurunan karbon komposit dan slag penyulingan), memudahkan penyingkiran bendasing seperti karbon dan aluminium.
· Kaedah penyulingan oksigen atau membasuh slag juga boleh digunakan.
Pengecoran dan Penghancuran: Ferrosilikon lebur yang dituang dari relau dituangkan ke dalam acuan. Selepas penyejukan dan pengerasan, bahan ini dihancurkan, dikelaskan (mengikut keperluan pelanggan untuk taburan saiz zarah, contohnya, blok 10-100mm untuk pembuatan keluli, serbuk 0.2-8mm untuk pengecoran), dan dibungkus untuk penghantaran.

Spesifikasi dan Model Ferrosilikon Biasa

Ferrosilikon terutamanya dikelaskan berdasarkan kandungan silikon (Si) dan kandungan bendasing seperti aluminium (Al), karbon (C), fosforus (P), dan sulfur (S). Model biasa termasuk:

Gred / Model Kandungan Si (%) Had Bendasing Biasa (Maks %) Aplikasi & Nota Utama
FeSi75 72-80 Al: 1.5-3.0, C: 0.2-0.5, P: ≤0.04, S: ≤0.02 Gred yang paling biasa digunakan, secara meluas digunakan untuk pendahsyahan dan pengaloian dalam pembuatan keluli.
FeSi72 72-75 Al: 1.5-3.0, C: 0.2-0.5, P: ≤0.04, S: ≤0.02 Gred standard untuk pembuatan keluli.
Ferrosilikon Rendah Karbon (contoh: B-LcFeSi) ~75 C: Sangat rendah (contoh: ≤0.02), Al, P, S dikawal Digunakan untuk pendahsyahan pelbagai keluli berkualiti tinggi seperti keluli elektrik.
ferrosilikon 45% Si 40-47 Al, C, P, S dikawal Digunakan di loji penghasilan besi tuang sebagai bahan penambahbaik (inokulan).

· Saiz Zarah: Bergantung kepada aplikasi, ferrosilikon dibekalkan dalam pelbagai saiz seperti ketulan standard (10-100mm), ketulan halus (10-50mm), atau serbuk/halus (0-8mm). Peratusan bahan halus biasanya dikawal dengan ketat (contoh: <5% di bawah 10mm).

Ferrosilikon adalah penting dalam:

· Pembuatan keluli: Berfungsi sebagai bahan penurap (mengeluarkan oksigen daripada keluli cair) dan elemen aloi (memberi sifat tertentu seperti peningkatan kekuatan dan ketahanan terhadap kakisan pada keluli).
· Industri pengasian: Digunakan sebagai bahan pengekstran dalam pengeluaran besi tuang untuk menggalakkan pembentukan grafit sfera, meningkatkan kekuatan dan kualiti besi tuang.

Secara kesimpulannya, pengeluaran ferrosilikon adalah proses kompleks yang menggabungkan metalurgi suhu tinggi dan kawalan yang tepat. Gred dan spesifikasi yang berbeza memenuhi pelbagai keperluan industri hiliran, menjadikannya bahan penting yang tidak dapat dipisahkan dalam industri moden.