Как производится ферросилиций и его распространенные спецификации

Ферросилиций (FeSi) — это широко используемый ферросплав, в основном применяемый как раскислитель и легирующая добавка в сталелитейной промышленности. Его производство требует значительных энергетических затрат и основывается на восстановлении диоксида кремния в субмаринной дуговой печи.

Процесс производства ферросилиция

Производство ферросилиция в основном осуществляется в субмаринной дуговой печи восстановительного типа (часто называемой «субмаринной дуговой печью» или «электродуговой печью»). Процесс можно разделить на несколько ключевых этапов:

Подготовка сырья: Основными видами сырья являются:
· Диоксид кремния (SiO₂): Обычно требует чистоты более 97%.
· Углеродные восстановители: Такие как металлургический кокс, нефтяной кокс или древесный уголь.
· Источники железа: обычно стружка/стальной лом или железная руда, обеспечивающие железную составляющую и контроль содержания кремния в конечном сплаве. Эти сырьевые материалы проходят процессы дробления, просеивания и сушки для достижения подходящего размера частиц и содержания влаги, необходимых для бесперебойной работы печи.

Плавка в печи: смешанные сырьевые материалы непрерывно подаются в дуговую печь. При высоких температурах (свыше 1800°C), создаваемых электрическими дугами между электродами и шихтой, диоксид кремния в составе кварца восстанавливается углеродом с образованием кремния, который затем образует сплав с железом, создавая расплав ферросилиция.
· Поддержание стабильной глубины погружения электродов и контроль условий в печи (температура, давление) имеют решающее значение для эффективной работы.
· Период выпуска металла обычно составляет каждые 2–4 часа.
Очистка (для высокочистых или специальных марок): для производства ферросилиция с низким содержанием углерода, низким содержанием алюминия или других высокочистых марок необходима внешняя очистка. Общие методы включают:
· Использование технологии подачи аргона и перемешивания для обеспечения полного контакта между расплавом сплава и очищающими добавками (такими как комплексные дегазаторы и рафинированный шлак), что способствует удалению примесей, таких как углерод и алюминий.
· Также могут применяться методы рафинирования кислородом или промывки шлаком.
Литье и дробление: расплавленный ферросилиций, выпускаемый из печи, разливают в формы. После охлаждения и затвердевания его дробят, сортируют (в соответствии с требованиями заказчика к распределению размеров частиц, например, блоки 10-100 мм для сталеплавильного производства, порошок 0,2-8 мм для литья), упаковывают и отправляют.

Распространенные спецификации и модели ферросилиция

Железный кремний в основном классифицируется на основе содержания кремния (Si) и содержания таких примеси, как алюминий (Al), углерод (C), фосфор (P) и серка (S). К распространенным моделям относятся:

Содержание Си (%) в классе / модели Общие пределы нечистоты (максимальные %) Основные применения и примечания
FeSi75 72-80 Al: 1.5-3.0, C: 0.2-0.5, P: ≤0.04, S: ≤0.02 Наиболее распространенный класс, широко используемый для деоксидации и сплавов в сталелитейном производстве.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Стандартный класс для стали.
Низкоуглеродный FeSi (например, B-LcFeSi) ~75 C: очень низкий (например, ≤0,02), контролируемый Al, P, S Используется для деоксидации высококачественных сортов стали, таких как электросталь.
45% Si FeSi 40-47 Al, C, P, S контролируемые Используется в литейных заводах в качестве инъектора.

· Размер частиц: в зависимости от применения, феррокремний поставляется в различных размерах, таких как стандартный кусок (10-100 мм), рафинированный кусок (10-50 мм) или порошок / мелкие (0-8 мм). Часто доля штрафов строго контролируется (например, < 5% ниже 10 мм).

Ферросилиций играет важную роль в:

· Производстве стали: Используется как раскислитель (удаление кислорода из расплавленной стали) и легирующий элемент (придающий стали определенные свойства, такие как повышенная прочность и коррозионная стойкость).
· Литейной промышленности: Применяется как модификатор при производстве чугуна, способствуя образованию сферического графита, что улучшает прочность и качество чугуна.

В заключение, производство ферросилиция представляет собой сложный процесс, сочетающий высокотемпературную металлургию и точное управление. Различные марки и спецификации удовлетворяют разнообразные потребности различных отраслей промышленности, что делает его незаменимым важным материалом в современной промышленности.