Cum se produce Ferrosiliciul și specificațiile sale comune

Ferrosiliciul (FeSi) este un ferotitru folosit pe scară largă, utilizat în principal ca deoxidant și agent de aliere în industria oțelului. Producerea sa este un proces intensiv din punct de vedere energetic, care se bazează pe reducerea silicei într-un cuptor cu arc submers.

Procesul de producție al ferrosiliciului

Fabricarea ferrosiliciului utilizează în principal un cuptor cu arc de reducție submers (adesea denumit și "cuptor cu arc submers" sau "cuptor electric cu arc"). Procesul poate fi împărțit în mai multe etape cheie:

Pregătirea materiilor prime: Principalele materii prime sunt:
· Silică (SiO₂): De regulă, necesită o puritate de peste 97% .
· Reductanți carbonici: Cum ar fi cocsul metalurgic, cocsul de petrol sau carbunele activ.
· Surse de fier: De obicei, așchii/deseuri de oțel sau minereu de fier pentru a furniza componenta de fier și a controla conținutul de siliciu în aliajul final. Materiile prime suferă procese precum zdrobire, sortare și uscare pentru a obține dimensiunea potrivită a particulelor și conținutul de umiditate necesar pentru o funcționare eficientă a furnalului.

Topirea în furnal: Materiile prime amestecate sunt alimentate continuu într-un furnal cu arc electric. La temperaturile înalte (peste 1800°C) generate de arcurile electrice dintre electrozi și sarcină, dioxidul de siliciu din silică este redus de către carbon pentru a forma siliciu, care apoi se aliază cu fierul pentru a produce aliajul ferosiliciu topit.
· Menținerea unei adâncimi stabile de inserție a electrozilor și monitorizarea condițiilor din furnal (temperatură, presiune) sunt cruciale pentru o funcționare eficientă.
· Ciclul de evacuare este de obicei la fiecare 2 până la 4 ore.
Rafinare (Pentru Grad Ridicat de Puritate sau Grade Speciale): Pentru a produce ferrosiliciu cu conținut scăzut de carbon, cu aluminiu redus sau alte calități de înaltă puritate, este necesară o rafinare externă. Metodele comune includ:
· Utilizarea tehnologiei de suflare și agitare cu argon pentru a promova un contact complet între aliajul topit și agenții de rafinare (cum ar fi decarburizanți componși și zgură rafinată), facilitând eliminarea impurităților precum carbonul și aluminiul.
· Se pot utiliza, de asemenea, metode de rafinare cu oxigen sau spălare cu zgură.
Turnare și Zdrobire: Ferrosiliciul topit evacuat din cuptor este turnat în forme. După răcire și solidificare, este zdrobit, sortat (în funcție de cerințele clientului privind distribuția dimensiunilor particulelor, de exemplu blocuri de 10-100 mm pentru producția de oțel, pulbere de 0,2-8 mm pentru turnare), și ambalat pentru livrare.

Specificatii și Modele Comune de Ferrosiliciu

Ferrosiliciul este clasificat în principal în funcție de conținutul său de siliciu (Si) și de conținutul de impurități, cum ar fi aluminiu (Al), carbon (C), fosfor (P) și sulf (S). Modele comune includ:

Calitate / Model Conținut de Si (%) Limitele comune ale impurităților (Max %) Aplicații principale și note
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Calitatea cea mai comună, utilizată pe scară largă pentru dezoxidarea și alierea oțelului.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Calitate standard pentru fabricarea oțelului.
Ferrosiliciu cu conținut scăzut de carbon (de exemplu, B-LcFeSi) ~75 C: foarte scăzut (de exemplu, ≤0,02), Al, P, S controlate Utilizat pentru dezoxidarea sortimentelor de oțel de înaltă calitate, cum ar fi oțelul electric.
ferrosiliciu cu 45% Si 40-47 Al, C, P, S controlate Utilizat în turnătorii de fontă ca inoculant.

· Dimensiunea particulelor: În funcție de aplicație, ferrosiliciul este livrat în diferite dimensiuni, cum ar fi bucate standard (10-100 mm), bucate rafinate (10-50 mm) sau pulbere/fărâme (0-8 mm). Proporția fărâmelor este adesea strict controlată (de exemplu, <5% sub 10 mm).

Ferrosiliciul este crucial în:

· Oțeelarie: Servește ca dezoxidant (elimină oxigenul din oțelul topit) și ca element de aliere (imprimând proprietăți specifice, cum ar fi rezistența crescută și rezistența la coroziune a oțelului).
· Industria turnătoriei: Este utilizat ca inoculant în producția fontei pentru a promova formarea grafitului sferic, ceea ce îmbunătățește rezistența și calitatea fontei turnute.

Încât, producția de ferrosiliciu este un proces complex care combină metalurgia la temperatură ridicată și controlul precis. Diferitele calități și specificații satisfac nevoile diversificate ale diferitelor industrii din aval, făcându-l un material indispensabil în industria modernă.