Процес производње феросилицијума: сировине, технологија пећи и производни кораци

1. Шта је феросилицијум?

Феросилицијум (ФеСи) је легура гвожђа{0}}силицијума произведена редукцијом силицијум диоксида (СиО₂) угљеничним материјалима у електричној пећи. То је једна од најважнијих феролегура које се користе у индустрији челика.

Садржај силицијума у ​​феросилицијуму се обично креће од15% до 90%, са уобичајеним комерцијалним разредима укључујући:

ФеСи45

ФеСи65

ФеСи72

ФеСи75

ФеСи90

Феросилицијум се углавном користи као:

Деоксидатор у производњи челика

Адитив за легирање силицијума

Сировина за производњу легура магнезијума

Инокулант у ливењу гвожђа

Основни производни ланац је:

Кварцит → Редукција силицијума → Гвожђе-Силицијумска легура → Феросилицијумски производи

---

2. Сировине за производњу феросилицијума

Производња феросилицијума захтева пажљиво одабране сировине за контролу поврата силицијума, потрошње енергије и квалитета легуре.

2.1 Кварцит (извор силицијума)

Кварцит је главни извор силицијум диоксида (СиО₂).

Захтеви:

Висок садржај СиО₂

Низак ниво нечистоћа

Одговарајућа величина честица

Добра термичка стабилност

Током производње, силицијум се редукује у силицијум путем карботермалне редукције.

---

2.2 Угљенични материјали (редукциони агенс)

Угљенични материјали обезбеђују редукциону снагу потребну за уклањање кисеоника из силицијум диоксида.

Уобичајени извори угљеника:

Металуршки кокс

Нафтни кокс

Угаљ

Дрвени угаљ

Важни фактори квалитета:

Фиксни садржај угљеника

Садржај пепела

Садржај сумпора

Реактивност

Ниско{0}}угљенични материјали помажу у побољшању квалитета феросилицијума.

---

2.3 Извор гвожђа

Гвожђе се додаје да се комбинује са силицијумом и формира Фе{0}}Си легуру.

Уобичајени извори гвожђа:

Метални отпад

Ирон чипс

Гвоздена руда

Млинска вага

Количина гвожђа одређује коначну класу силицијума.

---

3. Процес производње феросилицијума

Савремени феросилицијум се углавном производи помоћу аподводна лучна пећ (САФ).

Комплетан процес укључује:

Припрема сировина

Пуњење пећи

Карботермична редукција

Формирање легуре

Тапкање и ливење

Дробљење и скрининг

---

4. Припрема сировина

Пре уласка у пећ:

Кварцит се дроби и просијава

Кокс се припрема према захтевима угљеника

Материјали од гвожђа су очишћени и димензионисани

Материјали се мешају у складу са циљним разредом легуре.

на пример:

ПродукцијаФеСи75захтева већи однос силицијум диоксида у поређењу са нижим разредима силицијума.

Однос смеше утиче на:

Опоравак силикона

Потрошња угљеника

Ефикасност пећи

Коначни хемијски састав

---

5. Производња пећи са потопљеним луком

5.1 Пуњење пећи

Припремљена смеша се континуирано пуни у потопљену лучну пећ.

Пећ садржи:

Графитне електроде

Тело пећи{0}}обложено угљеником

Колона за пуњење сировина

Електроде су закопане унутар пуњења, стварајући отпорно загревање.

---

5.2 Реакција карботермичке редукције

Главна хемијска реакција је:

СиО₂ + 2Ц → Си + 2ЦО↑

На високим температурама:

Угљеник уклања кисеоник из силицијум диоксида

Производи се силицијум

Силицијум се раствара у растопљено гвожђе

Формира се легура феросилицијума

Реакциона зона пећи углавном ради изнад:

1800 степени

са вишим температурама око области електродног лука.

---

6. Формирање легуре феросилицијума

Произведени силицијум реагује са гвожђем:

Фе + Си → Фе-Си легура

Контролисањем:

Количина силицијум оксида

Однос угљеника

Додатак гвожђа

Температура пећи

произвођачи производе различите сорте:

ФеСи45

ФеСи65

ФеСи72

ФеСи75

ФеСи90

---

7. Тапкање и ливење

Након довољног формирања легуре:

Из пећи се испушта растопљени феросилицијум

Улива се у калупе за ливење

Легура се хлади и учвршћује

Блокови су припремљени за обраду

Процес хлађења утиче на:

Структура

Црусхинг перформанце

Величина производа

---

8. дробљење и скрининг

Након очвршћавања:

Феросиликонски блокови се обрађују у потребне величине.

Уобичајени облици:

Образац производа	Типична употреба
10-50 мм грудве	Додатак за производњу челика
0-3 мм грануле	Ливничке апликације
Пудер	Примене специјалних легура

Избор величине честица зависи од:

Тип пећи

Метода сабирања

Захтеви за растварање

---

9. Главне технологије производње феросилицијума

9.1 Потопљена лучна пећ (САФ)

Доминантни индустријски метод.

Предности:

Велики производни капацитет

Висока термичка ефикасност

Стабилан састав легуре

Погодно за производњу ФеСи72/75

---

9.2 Електрична лучна пећ (ЕАФ)

Користи грејање електричним луком.

Пријаве:

Мање производне јединице

Производња специјалних легура

---

9.3 Метода високе пећи

Историјски се користио за неке феролегуре.

Међутим, ретко се користи за савремену производњу феросилицијума због:

Нижа ефикасност

Већи изазови контроле нечистоћа

Ограничена флексибилност степена

---

10. Производња уобичајених феросилицијума

Оцена	Садржај силикона	Типичне апликације
ФеСи45	40–47% Си	Ливарство и опште легирање
ФеСи65	63–68% Си	Деоксидација челика
ФеСи72	70–75% Си	Општа производња челика
ФеСи75	72–80% Си	Високо{0}}квалитетна производња челика
ФеСи90	Веће или једнако 87% Си	Специјалне апликације

---

11. Контрола квалитета током производње

Квалитет феросилицијума зависи и од хемијског састава и од физичких својстава.

Хемијско испитивање

Главни параметри:

Елемент	Важност
силицијум (Си)	Одређује оцену
алуминијум (Ал)	Контролише чистоћу челика
Калцијум (Ца)	Утиче на понашање инклузије
угљеник (Ц)	Утиче на квалитет легуре
фосфор (П)	Мора се контролисати
сумпор (С)	Мора се контролисати

---

Физички преглед

Укључујући:

Расподела величине честица

Изглед

Насипна густина

Стање паковања

Производи треба да буду верификовани у складу са стандардима као што су:

ГБ/Т 2272

и спецификације купаца.

---

12. Контрола енергије и животне средине

Производња феросилицијума је енергетски{0}}интензиван процес.

Модерна постројења побољшавају ефикасност кроз:

Рекуперација гаса из пећи

Пећ производи гас богат ЦО-, који се може сакупљати и поново користити.

Предности:

Опоравак енергије

Смањене емисије

Побољшана ефикасност

Контрола прашине

Производни објекти користе:

Багхоусе филтери

Системи за сакупљање прашине

Затворени системи пуњења

за контролу емисије честица.

---

13. Феросилицијум ВС Силицијум Метал

Поређење	феросилицијум	Силицон Метал
Главна композиција	Гвожђе + Силицијум	Силицијум{0}}високе чистоће
Садржај силикона	15–90%	Обично веће или једнако 97%
Садржај гвожђа	Пресент	Веома ниско
Главна апликација	Производња челика	Алуминијум, силикон, соларни
Сировине за производњу	Кварц + кокс + гвожђе	Кварц + кокс

Водич за избор:

Челичане обично бирајуферосилицијумза деоксидацију и легирање.

Хемијска и фотонапонска индустрија обично захтевајусилицијум метал.

---

14. Примене феросилицијума

Индустрија челика

Главне функције:

Уклањање кисеоника

Легирање силицијума

Побољшање чврстоће челика

Пријаве:

Конструкциони челик

Нерђајући челик

Алати челик

Челик велике{0}}врсте

---

Индустрија ливнице

Феросилицијум се користи као инокулант за ливено гвожђе.

Предности:

Побољшано формирање графита

Бољи квалитет ливења

Смањени дефекти

---

Производња магнезијума

ФеСи се користи у Пидгеон процесу за производњу легура магнезијума.

---

15. Паковање и складиштење

Уобичајена извозна амбалажа:

Паковање	Апликација
1 МТ џамбо вреће	Булк схипмент
Челични бубњеви	Посебни захтеви
Прилагођене торбе	Потребе купаца

Складиштење:

Држите сувим

Избегавајте контаминацију

Заштитите од прекомерне влаге

---

16. Водич за куповину феросилицијума

Пре куповине феросилицијума, купци треба да потврде:

Спецификација производа

Наведите:

Квалитет (ФеСи75, ФеСи72, итд.)

Садржај силикона

Границе нечистоће

Величина честица

Паковање

Документи добављача

Захтев:

Сертификат о анализи (ЦОА)

Сертификат о испитивању млина

Извештај о инспекцији

СДС

Поуздан добављач треба да обезбеди конзистентан хемијски састав и стабилну способност испоруке.

---

17. Често постављана питања

Како се прави феросилицијум?

Феросилицијум се производи редуковањем кварцита (СиО₂) угљеничним материјалима у пећи са потопљеним луком, затим комбиновањем силицијума са гвожђем.

Које сировине се користе за производњу ФеСи?

Главне сировине су кварцит, кокс и извори гвожђа као што је челични отпад.

Која је разлика између ФеСи72 и ФеСи75?

Главна разлика је садржај силицијума. ФеСи75 садржи виши ниво силицијума и обично се користи тамо где је потребна већа ефикасност легуре.

Да ли је феросилицијум исто што и силицијум метал?

Не. Феросилицијум садржи гвожђе и силицијум, док је силицијум метални силицијум-производ веће чистоће који се користи углавном у хемијској, алуминијумској и соларној индустрији.

Која пећ се користи за производњу феросилицијума?

Већина комерцијалног феросилицијума се производи у пећима са потопљеним луком због њихове високе ефикасности и производног капацитета.