Hur järnsilicium produceras och dess vanliga specifikationer

Järnsilicium (FeSi) är en allmänt använd ferrolegering, huvudsakligen använd som avsyrlingsmedel och legeringsämne inom stålindustrin. Framställningen är en energikrävande process som bygger på reduktion av kiseldioxid i en släckbågsugn.

Tillverkningsprocess för järnsilicium

Framställning av järnsilicium använder huvudsakligen en släckbågsreduktionsugn (ofta kallad "släckbågsugn" eller "elektrisk bågsugn"). Processen kan delas in i flera nyckelsteg:

Förberedelse av råvaror: De huvudsakliga råvarorna är:
· Kisel (SiO₂): Kräver vanligtvis en renhet på över 97 %.
· Kolbaserade reduktionsmedel: Till exempel metallurgisk kok, petroleumkok eller träkol.
· Järnkällor: Vanligtvis stålspån/avfall eller malm för att tillföra järn och kontrollera kiselinnehållet i legeringen. Råvarorna genomgår processer som krossning, siktning och torkning för att uppnå lämplig partikelstorlek och fukthalt för en smidig ugnhantverkning.

Furnacksmältning: De blandade råvarorna matas kontinuerligt in i en släckt ljusbågsugn. Vid de höga temperaturerna (över 1800°C) som genereras av elbågarna mellan elektroderna och belastningen reduceras kiseldioxid i kvarts genom kol för att bilda kisel, som sedan legeras med järn och bildar en järnkisellegering.
· Att upprätthålla stabil elektroddjup och övervaka ugnens förhållanden (temperatur, tryck) är avgörande för en effektiv drift.
· Avtappningscykeln är vanligtvis varje 2 till 4 timme.
Raffinering (för högrena eller specialgrader): För att framställa ferrosilicon med låg kolhalt, låg aluminiumhalt eller andra högrena grader krävs extern raffinering. Vanliga metoder inkluderar:
· Användning av argonblåsning och omrörningsteknik för att främja fullständig kontakt mellan legeringsmeltet och raffineringsmedel (såsom komposita avkolningmedel och raffinerad slagg), vilket underlättar borttagning av föroreningar såsom kol och aluminium.
· Syreraffinering eller slagg tvättmetoder kan också användas.
Gjutning och krossning: Det smälta ferrosilicon som töms från ugnen gjuts i formar. Efter att ha svalnat och härdats krossas det, sorteras (enligt kundens önskemål om partikelstorleksfördelning, t.ex. 10-100 mm block för stålframställning, 0,2-8 mm pulver för gjutning) och förpackas för leverans.

Vanliga specifikationer och modeller av ferrosilicon

Ferrosilicium klassificeras främst på grundval av sitt kiselinnehåll (Si) och innehållet av föroreningar som aluminium (Al), kol (C), fosfor (P) och svavel (S). Vanliga modeller är:

Grads/modell Si-innehåll (%) Gemensamma gränser för orenheter (max %) Primära tillämpningar & anmärkningar
FeSi75 72-80 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤ 0,04, S: ≤ 0,02 Vanligaste sort, allmänt används för avoxidering och legering av stål.
FeSi72 72-75 Al: 1,5-3,0, C: 0,2-0,5, P: ≤ 0,04, S: ≤ 0,02 Standardkvalitet för ståltillverkning.
Låga koldioxidnivåer (t.ex. B-LcFeSi) ~ 75 C: Mycket låga (t.ex. ≤ 0,02), Al, P, S kontrollerade Används för att avoxidera högkvalitativa stålarter som elektriskt stål.
45% Si FeSi 40-47 Al, C, P, S kontrollerat Används i gjuterier av gjutjärn som vaccin.

· Partikelstorlek: Beroende på användningsområdet finns ferrosilicium i olika storlekar, till exempel standardklumpen (10-100 mm), raffinerad klumpen (10-50 mm) eller pulver/fin (0-1-8 mm). Andelen böter kontrolleras ofta strikt (t.ex. < 5% under 10 mm).

Ferrosilicium är avgörande i:

· Stålframställning: Fungerar som en avoxiderande medel (avlägsnar syre från smält stål) och ett legeringsämne (ger specifika egenskaper som ökad hållfasthet och korrosionsmotstånd till stålet).
· Gjuteriindustrin: Används som en infekteringsmedel vid tillverkning av gjutjärn för att främja bildandet av klotformigt grafit, vilket förbättrar gjutjärnets hållfasthet och kvalitet.

Sammanfattningsvis är produktionen av ferrosilicium en komplex process som kombinerar högtemperaturmetallurgi och exakt kontroll. Olika kvaliteter och specifikationer möter de varierande behoven inom olika nedströmsindustrier, vilket gör det till ett oumbärligt viktigt material inom modern industri.