Ako sa vyrába ferrosilícium a jeho bežné špecifikácie

Ferrosilícium (FeSi) je široko používaná ferrozlátina, ktorá sa hlavne využíva ako odoxidovadlo a legovacie činidlo v oceliarskom priemysle. Jej výroba je energeticky náročný proces, ktorý spočíva v redukcii kremičitých surovín v oblúkových peciach s ponorenom elektródou.

Výrobný proces ferrosilícia

Výroba ferrosilicia sa primárne uskutočňuje v redukčnej peci s ponorenom elektródou (často označovanej ako „pec s ponorenom elektródou“ alebo „oblúková elektrická pec“). Tento proces možno rozdeliť do niekoľkých kľúčových štádií:

Príprava surovín: Hlavné suroviny sú:
· Kremičitá surovina (SiO₂): Zvyčajne vyžaduje čistotu vyššiu ako 97 %.
· Uhoľnaté redukčné činidlá: Napríklad metalurgický kokz, petrolejový kokz alebo drevené uhlie.
· Zdroje železa: Zvyčajne oceľové triesky/šrot alebo železná ruda, ktoré zabezpečujú železnú zložku a kontrolujú obsah kremíka v konečnej zliatine. Tieto suroviny prechádzajú procesmi ako je drvenie, triedenie a sušenie, aby sa dosiahla vhodná veľkosť častíc a obsah vlhkosti pre hladký chod peci.

Tavenie v peci: Zmiešané suroviny sú neustále dávkované do oblúkovej pece. Pri vysokých teplotách (vyšších ako 1800 °C) generovaných elektrickými oblúkmi medzi elektródami a náplňou sa oxid kremičitý v kremene redukuje uhlíkom a vytvára kremík, ktorý sa potom zluhčuje s železom a vzniká zliatina ferrosilicium.
· Udržiavanie stabilnej hĺbky vloženia elektród a monitorovanie podmienok v peci (teplota, tlak) je kľúčové pre efektívny chod.
· Cyklus vypúšťania je zvyčajne každé 2 až 4 hodiny.
Doladenie (pre vysokú čistotu alebo špeciálne triedy): Na výrobu ferrosilícia s nízkym obsahom uhlíka, nízkym obsahom hliníka alebo iných vysokoproporčných triedach je potrebné vonkajšie doladenie. Bežné metódy zahŕňajú:
· Použitie technológie vyfukovania argónom a miešania na podporu úplného kontaktu medzi zliatinovou taveninou a činidlami na doladenie (ako sú komplexné odhličovadlá a rafinované strusky), čo uľahčuje odstránenie nečistôt, ako sú uhlík a hliník.
· Môžu sa tiež použiť metódy oxidačného doladenia alebo oplachovania strusky.
Liatie a drvenie: Roztavený ferrosilícium vyliaty z pece je odliatý do foriem. Po ochladení a zatuhnutí sa drtí, triedi (podľa požiadaviek zákazníka na zrnitosť, napr. bloky 10-100 mm pre výrobu ocele, prášok 0,2-8 mm pre liatie), balí a expeduje.

Bežné špecifikácie a modely ferrosilícia

Ferrosilícium sa primárne klasifikuje podľa obsahu kremíka (Si) a obsahu nečistôt, ako je hliník (Al), uhlík (C), fosfor (P) a síra (S). Bežné modely zahŕňajú:

Trieda / Model Obsah Si (%) Bežné limity nečistôt (Max %) Hlavné aplikácie a poznámky
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Najbežnejšia trieda, široko používaná na odstránenie kyslíka a legovanie pri výrobe ocele.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Štandardná trieda pre výrobu ocele.
Ferrosilícium s nízkym obsahom uhlíka (napr. B-LcFeSi) ~75 C: Veľmi nízky (napr. ≤0,02), Al, P, S kontrolované Používa sa na odstránenie kyslíka z vysokokvalitných ocelí, ako je elektroocel.
45 % Si FeSi 40-47 Al, C, P, S kontrolované Používa sa v lihárňach na výrobu liatiny ako inoculant.

· Veľkosť častíc: V závislosti od aplikácie sa ferrosilícium dodáva v rôznych veľkostiach, ako sú štandardné kúsky (10-100 mm), jemnejšie kúsky (10-50 mm) alebo prášok/jemné častice (0-8 mm). Podiel jemných častíc je často prísne kontrolovaný (napr. <5 % pod 10 mm).

Ferrosilícium je kľúčový v:

· Výrobe ocele: Slúži ako oddeňovač (odstraňuje kyslík z roztavenej ocele) a legovací prvok (udeluje oceli špecifické vlastnosti, ako zvýšenú pevnosť a odolnosť proti korózii).
· V lihárskom priemysle: Používa sa ako modifikačné činidlo pri výrobe liatiny, aby sa podporila tvorba guľovitého grafitu, čím sa zlepší pevnosť a kvalita liatiny.

Zhrnutie: Výroba ferrosilícia je zložitý proces kombinujúci vysokoteplotnú metalurgiu a presnú kontrolu. Rôzne triedy a špecifikácie spĺňajú rôznorodé potreby rôznych odvetví priemyslu, čo z neho robí neoddeliteľný dôležitý materiál v modernom priemysle.