Kako se proizvaja ferrosilicij in njegove pogoste specifikacije

Ferrosilicij (FeSi) je pogosto uporabljen ferligura, predvsem kot odstranjevalec kisika in legirni dodatek v jeklarstvu. Njegova proizvodnja je proces, ki zahteva veliko energije, in temelji na redukciji silike v podmornem lučnem peči.

Proizvodni proces ferrosilicija

Proizvodnja ferrosilicija poteka predvsem v podmorni lučni redukcijni peči (pogosto imenovani tudi »podmorna lučna peč« ali »električna lučna peč«). Proces je razdeljen v več ključnih faz:

Priprava surovin: Osnovne surovine so:
· Silika (SiO₂): Običajno mora imeti čistoto nad 97 %.
· Ugljikovi reducenti: Na primer metalurški koks, naftni koks ali lesni oglje.
· Viri železa: Običajno jeklene triko ali odpadno železovo rudo, da zagotovijo železov sestavni del in nadzorujejo vsebnost silicija v končni zlitini. Surovine se obdelajo z drobljenjem, sitom in sušenjem, da dobijo ustrezno velikost delcev in vsebnost vlažnosti za gladko delovanje v poki.

Taljenje v peči: Mešane surovine se neprekinjeno vnašajo v električno ločno peč. Pri visokih temperaturah (nad 1800 °C), ki jih ustvarjajo električni lokovi med elektrodami in polnjenim materialom, se silicijev dioksid v kremenu reducira s pomočjo ogljika in tvori silicij, ki se nato zmeša z železom ter proizvede ferrosilicijev topel.
· Ohranjanje stabilne globine vstavitve elektrod in spremljanje pogojev v peči (temperatura, tlak) sta ključna za učinkovito delovanje.
· Cikel izpuha je običajno vsakih 2 do 4 ur.
Rafiniranje (za visokoločene ali posebne razrede): Za proizvodnjo nizkougljičnih, nizkoaluminijevih ali drugih visokoločenih razredov ferrosilicija je potrebno zunanje rafiniranje. Pogoste metode vključujejo:
· Uporabo tehnologije z dušikovim pihačem in mešanjem za spodbujanje popolnega stika med zlitino in rafinačnimi sredstvi (kot so kompleksni odugljičevalniki in rafinirana žlindra), kar omogoča odstranitev nečistoč, kot sta ogljik in aluminij.
· Rafiniranje z kisikom ali metode z žlindrovanjem je prav tako mogoče uporabiti.
Livenje in drobljenje: Taljeni ferrosilicij, izpuščen iz peči, se ulije v modele. Po hlajenju in utrditvi se drobi, razredči (v skladu z zahtevami stranke glede porazdelitve velikosti delcev, npr. 10-100 mm za proizvodnjo jekla, 0,2-8 mm prahu za litje), pakira in pošlje.

Pogoste specifikacije in modeli ferrosilicija

Ferrosilicij se predvsem razvršča glede na vsebnost silicija (Si) in vsebnost nečistoč, kot so aluminij (Al), ogljik (C), fosfor (P) in žveplo (S). Pogosti modeli vključujejo:

Sorta / Model Vsebnost Si (%) Najvišje dovoljene meje nečistoč (maks. %) Glavne uporabe in opombe
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Najpogostejša sorta, široko uporabljana za razkisjevanje in legiranje jekla.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤0,04, S: ≤0,02 Standardna sorta za proizvodnjo jekla.
Ferrosilicij z nizko vsebnostjo ogljika (npr. B-LcFeSi) ~75 C: zelo nizka (npr. ≤0,02), Al, P, S pod nadzorom Uporablja se za razkisjevanje visokokakovostnih jekel, kot je električno jeklo.
45 % Si FeSi 40-47 Al, C, P, S pod nadzorom Uporablja se v livarnah litine kot inokulant.

· Velikost delcev: Glede na uporabo se ferrosilicij dobavlja v različnih velikostih, kot so standardni kos (10-100 mm), izboljšan kos (10-50 mm) ali prah/ drobina (0-8 mm). Delež drobine je pogosto strogo nadzorovan (npr. <5 % pod 10 mm).

Ferrosilicij je ključen pri:

· Proizvodnji jekla: Deluje kot odstranjevalec kisika (odstranjuje kisik iz tekočega jekla) in legirni element (doda določene lastnosti, kot sta povečana trdnost in odpornost proti koroziji).
· Lijevarniški industriji: Uporablja se kot inokulant pri proizvodnji litine za spodbujanje nastajanja kroglastega grafita, s čimer se izboljša trdnost in kakovost litine.

Povzeto, proizvodnja ferrosilicija predstavlja zapleten proces, ki združuje visokotemperaturno metalurgijo in natančno kontroliranje. Različne kakovosti in specifikacije ustrezajo različnim potrebam industrije v verigi oskrbe in s tem postaja nepogrešljiv pomemben material v sodobni industriji.