Ferrosilikon (FeSi)jest produkowana wpiece łukowe elektryczne podwodne (SAF)W celu uzyskania najwyższego poziomu efektywności, stosowane są następujące metody:wysoki wydajność krzemu, kontrolowane poziomy zanieczyszczeń i stabilna produkcja na dużą skalę, dlatego jest to światowy standard produkcji FeSi.
Poniżejwyjaśnienie oparte na procesie, dostosowane do rzeczywistego działania zakładów przemysłowych.
1. Typ pieca: Piekarnik elektryczny łukowy podwodny (SAF)
Ferrosilikon nie jest wytwarzany w piecach o otwartym łuku.pieca łukowa zanurzona, charakteryzujące się:
- Elektrody węglowe zakopane w ładunku
- Temperatura powyżej1,900 ≈ 2000 °C
- Ciągłe podawanie ładunku stałego
- Redukcja atmosfery wewnątrz pieca
Ta konfiguracja umożliwia skuteczne redukcję krzemionu do krzemu.
2. surowce do pieca
Źródło silikonu
- Kwarc lub krzemionka o wysokiej czystości (SiO2)
Zapewnia redukcję krzemu.
Źródło żelaza
- Ruda żelaza, łuski młyne lub złom stali
Zapewnia żelazo do tworzenia stopu Fe √ Si.
Zmniejszacze węgla
- Koksa, węgiel, węgiel drzewny lub szczątki drewna
Usunąć tlen z krzemu i tlenek żelaza.
Przepływ (nieobowiązkowy)
- Niewielkie ilości wapienia lub innych płynów
- Kontrola płynności złomu i usuwanie zanieczyszczeń.
3. Podstawowe reakcje chemiczne w produkcji FeSi
Uwolniony krzem rozpuszcza się w stopione żelazo, tworzącżelazny krzemowyzamiast wolnego metalu krzemowego.
4. Kontrola temperatury i strefy reakcji
Wewnątrz SAF:
- Górna strefa:Podgrzewanie wstępne i częściowa redukcja
- Strefa reakcji:Redukcja krzemionu w wysokiej temperaturze
- Dolna strefa:Separacja stopionych FeSi i złomu
Dokładna kontrola:
- Wprowadzenie mocy
- Skład ładunku
- Pozycja elektrody
ma kluczowe znaczenie dla:
- Odzysk krzemu
- Stabilność cieplna (np. FeSi 65 vs. FeSi 75)
- Niski poziom zanieczyszczeń.
5. Tapping i formacja stopów
Po zgromadzeniu wystarczającej ilości stopu stopionego:
- Piekarnik jest okresowo podłączany
- Węgiel żelaznyprzepływa, oddziela się od złomu
- Ślimak jest usuwany lub poddawany recyklingowi w zależności od składu
Zawartość krzemu jest kontrolowana przez:
- Wskaźnik SiO2 / węgiel
- Wpływ żelaza
- Temperatura pieca i czas pobytu.
6. Chłodzenie, kruszenie i rozmiarowanie
Po kliknięciu:
- Stopiony FeSi jest odlewany do form lub warstw
- Powoli schłodzony w celu zapobiegania pękaniu
- Zmłoczone i przesiewane do rozmiarów przemysłowych:
- Węzły
- Granulki
- Grzywny lub proszek
Wybór wielkości cząstek wpływa na:
- Wskaźnik rozpuszczalności
- Utrata oksydacyjna
- Odzysk krzemu w produkcji stali.
7Kontrola jakości i analiza
Każda partia jest poddawana:
- Analiza składu chemicznego (Si, C, Al, Ca, P, S)
- Weryfikacja wielkości cząstek
- Wizualna kontrola szczelin i utleniania
Kupujący przemysł koncentrują się na:
- Stabilny odsetek Si
- Niska zmienność zanieczyszczeń
- Spójny rozkład wielkości.
8Dlaczego elektryczne piece łukowe są niezbędne
Piece łukowe elektryczne zapewniają:
- Niezwykle wysokie i kontrolowane temperatury
- Stabilna atmosfera redukująca
- Skalowalna produkcja ciągła
- Wysoka wydajność krzemu i powtarzalność
Bez technologii SAF,nie można ekonomicznie wytwarzać ferrosilikonu komercyjnego.
9Podsumowanie: Produkcja FeSi w EAF (SAF)
Produkcja krzemu żelaznego obejmuje:
- Ładowanie kwarcu, źródła żelaza i węgla
- Redukcja karbotermiczna w wysokiej temperaturze
- Węgiel rozpuszczalny w stopionym żelazie
- Okresowe wykrywanie stopionego FeSi
- Chłodzenie, kruszenie i wymiarowanie
Proces ten wytwarzaefektywny kosztowo, wysokiej wydajności krzemowe żelazoweniezbędne dla produkcji stali i odlewni na całym świecie.