Jak się produkuje ferrytosilikon i jego typowe specyfikacje

Ferrytosilikon (FeSi) to powszechnie stosowany stop ferrytowy, głównie wykorzystywany jako środek dezoksydacyjny i legujący w przemyśle stali. Jego produkcja to proces bardzo energochłonny, opierający się na redukcji dwutlenku krzemu w piecu łukowym zanurzeniowym.

Proces produkcji ferrytosilikonu

Produkcja ferrytosilikonu odbywa się głównie w piecu łukowym zanurzeniowym do redukcji (często nazywanym „piecem łukowym zanurzeniowym” lub „piecem łukowym elektrycznym”). Proces ten można podzielić na kilka kluczowych etapów:

Przygotowanie surowców: Główne surowce to:
· Dwutlenek krzemu (SiO₂): Zazwyczaj wymaga czystości powyżej 97%.
· Reduktory węglowe: Takie jak koks hutniczy, koks naftowy lub węgiel drzewny.
· Źródła żelaza: zazwyczaj wióry/złom stalowy lub ruda żelaza, służące do dostarczenia składnika żelaza i kontrolowania zawartości krzemu w końcowym stopie. Surowce te przechodzą procesy takie jak miażdżenie, przesiewanie i suszenie, aby osiągnąć odpowiednią wielkość cząstek i zawartość wilgoci dla sprawnego działania pieca.

Topienie w piecu: zmieszane surowce są ciągle dożywiane do pieca łukowego. W wyniku wysokiej temperatury (powyżej 1800°C) generowanej przez łuki elektryczne pomiędzy elektrodami a materiałem wsadowym, dwutlenek krzemu w krzemionce jest redukowany przez węgiel do postaci krzemu, który następnie tworzy stop z żelazem, wytwarzając ciekły ferokrzem.
· Utrzymanie stałej głębokości wtopienia elektrod oraz monitorowanie warunków w piecu (temperatura, ciśnienie) ma kluczowe znaczenie dla efektywnej pracy.
· Cykl odpływu metali zazwyczaj wynosi co 2 do 4 godzin.
Rafinacja (dla stopni o wysokiej czystości lub specjalnych gatunkach): Aby wyprodukować ferryloszczeliny o niskim zawartości węgla, niskim zawartości glinu lub innych wysokiej czystości, konieczna jest rafinacja zewnętrzna. Typowe metody obejmują:
· Stosowanie technologii dmuchania argonem i mieszania w celu zwiększenia kontaktu stopu z cieczą rafinującą (taką jak kompleksowe środki do odwęglenia i oczyszczone żużle), co ułatwia usunięcie zanieczyszczeń takich jak węgiel i glin.
· Rafinację tlenową lub metodę oczyszczania żużlem można również zastosować.
Odlewanie i mielenie: Roztopioną ferryloszczelinę odprowadzaną z pieca odlewa się do form. Po ostygnięciu i stwardnieniu materiał zostaje zmielony, sklasyfikowany (zgodnie z wymaganiami klienta pod względem rozkładu wielkości ziaren, np. 10-100 mm dla produkcji stali, 0,2-8 mm w postaci proszku do odlewania) oraz zapakowany i przygotowany do wysyłki.

Popularne specyfikacje i modele ferryloszczeliny

Ferrosilikon jest zasadniczo klasyfikowany na podstawie zawartości krzemu (Si) oraz zawartości zanieczyszczeń takich jak glin (Al), węgiel (C), fosfor (P) i siarka (S). Typowe modele to:

Gatunek / Model Zawartość Si (%) Maksymalne dopuszczalne zanieczyszczenia (Max %) Główne zastosowania i uwagi
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Najczęściej stosowany gatunek, szeroko wykorzystywany do odgazowania i stopowania stali.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Standardowy gatunek do produkcji stali.
Ferrosilikon niskowęglowy (np. B-LcFeSi) ~75 C: Bardzo niski (np. ≤0,02), kontrolowane zawartości Al, P, S Stosowany do odgazowywania wysokiej jakości stali, takich jak stal elektryczna.
ferrosilikon 45% Si 40-47 Al, C, P, S kontrolowane Stosowany w huty cynkowania jako dodatek inoculacyjny.

· Wielkość cząstek: W zależności od zastosowania, ferrosilikon dostarczany jest w różnych wielkościach, takich jak zwykły kawałkowy (10-100 mm), drobny kawałkowy (10-50 mm) lub proszkowy/kruszywo (0-8 mm). Udzieł drobnicy jest często ściśle kontrolowany (np. <5% poniżej 10 mm).

Ferrosilikon odgrywa kluczową rolę w:

· Produkcji stali: Służy jako odgaziacz (usuwa tlen z roztopionej stali) oraz jako pierwiastek stopowy (nadając stali określone właściwości, takie jak zwiększona wytrzymałość i odporność na korozję).
· Przemyśle odlewniczym: Stosowany jako dodatek inoculacyjny w produkcji żeliwa, wspomagając tworzenie się grafitu kulistego, co poprawia wytrzymałość i jakość żeliwa.

Podsumowując, produkcja ferrosilikonu to złożony proces łączący metalurgię wysokotemperaturową i precyzyjną kontrolę. Różne gatunki i specyfikacje spełniają zróżnicowane potrzeby różnych gałęzi przemysłu, czyniąc go nieodzownym i ważnym materiałem w przemyśle nowoczesnym.