Hvordan ferrosilicon produseres og de vanligste spesifikasjonene

Ferrosilicon (FeSi) er en mye brukt ferrolegering, hovedsakelig brukt som deoksidator og legeringsmiddel i stålindustrien. Produksjonen er en energikrevende prosess som baserer seg på reduksjon av silika i en undermerket bueovn.

Produksjonsprosessen for ferrosilicon

Framstilling av ferrosilicon benytter i første rekke en undermerket reduksjonsovn (ofte kalt en «undermerket ovn» eller «elektrisk bueovn»). Prosessen kan deles inn i flere nødvendige stadier:

Forberedelse av råvarer: De viktigste råvarene er:
· Silika (SiO₂): Krever vanligvis en renhet på over 97 %.
· Karbonholdige reduksjonsmidler: Som metallurgisk kull, petroleumsgrønne kull eller tre kull.
· Jernkilder: Vanligvis stålspåner/skrap eller malm for å levere jernkomponenten og kontrollere silikoninnholdet i legeringen. Disse råvarene gjennomgår prosesser som knusing, siktning og tørring for å oppnå passende kornstørrelse og fuktkontent for en jevn ovnedrift.

Smelting i ovn: De blandede råvarene føres kontinuerlig inn i en dekket bueovn. Ved de høye temperaturene (over 1800 °C) som genereres av elektriske buer mellom elektrodene og lasten, reduseres silisiumdioxid i silika av karbon og danner silikon, som deretter legerer seg med jern og danner ferrosilisiumsmelte.
· Å vedlikeholde stabil elektrodeinngangsdybde og overvåke ovnforhold (temperatur, trykk) er avgjørende for effektiv drift.
· Tappesyklusen er vanligvis hver 2 til 4. time.
Refining (for høyrenhet eller spesialkvaliteter): For å produsere lavkarbon, lav-aluminium eller andre høyrenhets ferrosilicon-kvaliteter, er ekstern raffinering nødvendig. Vanlige metoder inkluderer:
· Bruk av argon-blåseteknologi og omrøring for å fremme full kontakt mellom legeringsmelt og raffineringsmidler (som f.eks. sammensatte dekarboneringsmidler og raffineringsmasse), noe som letter fjerning av urenheter som karbon og aluminium.
· Oksygenraffinering eller slaggvaskemetoder kan også brukes.
Støping og knusing: Den smeltede ferrosiliconen som tappes fra ovnen støpes i former. Etter avkjøling og fastlegging knuses den, sorteres (i henhold til kundens krav til partikkelstørrelsesfordeling, f.eks. 10-100 mm blokker for ståloppskapning, 0,2-8 mm pulver for støping) og pakkes til forsendelse.

Vanlige spesifikasjoner og modeller av ferrosilicon

Ferrosilisium klassifiseres i første rekke etter innholdet av silisium (Si) og innholdet av urenheter som aluminium (Al), karbon (C), fosfor (P) og svovel (S). Vanlige modeller inkluderer:

Kvalitet / Modell Si-innhold (%) Vanlige grenser for urenheter (Maks %) Hoved bruksområder og noter
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Mest vanlig kvalitet, bredt brukt for deoksydasjon og legering i ståloppretting.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Standardkvalitet for ståloppretting.
Lavkarbon FeSi (f.eks. B-LcFeSi) ~75 C: Svært lav (f.eks. ≤0,02), Al, P, S kontrollert Brukt til deoksydasjon av høykvalitets ståltyper som elektrisk stål.
45 % Si FeSi 40-47 Al, C, P, S kontrollert Brukes i støperier for støpejern som inokulant.

· Kornstørrelse: Avhengig av bruksområde, leveres ferrosilisium i ulike størrelser, som standardklump (10-100 mm), finere klumper (10-50 mm) eller pulver/fines (0-8 mm). Andelen fines er ofte strengt regulert (f.eks. <5 % under 10 mm).

Ferrosilisium er avgjørende i:

· Ståloppstilling: Virker som en deoksidator (fjerner oksygen fra smeltet stål) og et legeringselement (gir spesifikke egenskaper som økt styrke og korrosjonsbestandighet til stålet).
· Støpeindustrien: Brukes som en inokulant i produksjon av støpejern for å fremme dannelse av kulegrafitt, noe som forbedrer styrken og kvaliteten på støpejernet.

Kort fortalt er produksjon av ferrosilisium en kompleks prosess som kombinerer høytemperaturmetallurgi og nøyaktig kontroll. Forskjellige kvaliteter og spesifikasjoner møter de mangfoldige behovene i ulike nedstrøms industrier, og gjør det til et uunnværlig viktig materiale i moderne industri.