Σιδηροπυρίτιο (FeSi)παράγεται σεβυθισμένοι φούρνοι ηλεκτρικού τόξου (SAF)μέσω μιας διαδικασίας καρβοθερμικής αναγωγής σε υψηλή θερμοκρασία. Αυτή η μέθοδος είναι βελτιστοποιημένη για επίτευξηυψηλή απόδοση πυριτίου, ελεγχόμενα επίπεδα ακαθαρσιών και σταθερή παραγωγή μεγάλης κλίμακας, γι 'αυτό είναι το παγκόσμιο πρότυπο για την κατασκευή FeSi.
Παρακάτω είναι έναεξήγηση που βασίζεται στη διαδικασία, ευθυγραμμισμένο με τον τρόπο λειτουργίας των βιομηχανικών εγκαταστάσεων.
1. Τύπος φούρνου: Βυθισμένος φούρνος ηλεκτρικού τόξου (SAF)
Το σιδηροπυρίτιο δεν παρασκευάζεται σε φούρνους ανοιχτού τόξου. Απαιτεί αβυθισμένος φούρνος τόξου, που χαρακτηρίζεται από:
- Ηλεκτρόδια άνθρακα θαμμένα στο φορτίο
- Θερμοκρασίες πάνω1.900–2.000 °C
- Συνεχής τροφοδοσία στερεού φορτίου
- Μείωση της ατμόσφαιρας στο εσωτερικό του φούρνου
Αυτή η ρύθμιση επιτρέπει την αποτελεσματική μείωση του πυριτίου σε πυρίτιο.
2. Πρώτες ύλες που φορτώνονται στον κλίβανο
Πηγή πυριτίου
- Χαλαζίας ή πυρίτιο υψηλής καθαρότητας (SiO2)
Παρέχει τη μείωση του πυριτίου.
Πηγή σιδήρου
- Σιδηρομετάλλευμα, ζυγαριά ή σκραπ χάλυβα
Παρέχει σίδηρο για να σχηματίσει το κράμα Fe–Si.
Αναγωγικά Ανθρακούχα
- Οπτάνθρακα, κάρβουνο, κάρβουνο ή ροκανίδια
Αφαιρέστε το οξυγόνο από το πυρίτιο και τα οξείδια του σιδήρου.
Flux (προαιρετικό)
- Μικρές ποσότητες ασβεστόλιθου ή άλλων ροών
- Ελέγξτε τη ρευστότητα της σκωρίας και την αφαίρεση ακαθαρσιών.
3. Βασικές Χημικές Αντιδράσεις στην Παραγωγή FeSi
Το απελευθερωμένο πυρίτιο διαλύεται σε λιωμένο σίδηρο, σχηματίζονταςσιδηροπυρίτιοπαρά ελεύθερο μέταλλο πυριτίου.
4. Έλεγχος Ζώνης Θερμοκρασίας & Αντίδρασης
Μέσα στο SAF:
- Άνω ζώνη:Προθέρμανση και μερική μείωση
- Ζώνη αντίδρασης:Μείωση πυριτίου σε υψηλή θερμοκρασία
- Κάτω ζώνη:Τετηγμένο FeSi και διαχωρισμός σκωρίας
Ακριβής έλεγχος:
- Είσοδος ισχύος
- Σύνθεση φόρτισης
- Θέση ηλεκτροδίου
είναι κρίσιμο για:
- Ανάκτηση πυριτίου
- Σταθερότητα βαθμού (π.χ. FeSi 65 έναντι FeSi 75)
- Χαμηλά επίπεδα ακαθαρσιών.
5. Κτύπημα και Σχηματισμός κράματος
Μόλις συσσωρευτεί αρκετό λιωμένο κράμα:
- Ο φούρνος χτυπιέται περιοδικά
- Τετηγμένο σιδηροπυρίτιορέει έξω, χωρίζεται από τη σκωρία
- Η σκωρία απορρίπτεται ή ανακυκλώνεται ανάλογα με τη σύνθεση
Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο ελέγχεται από:
- Αναλογία SiO2 / άνθρακα
- Είσοδος σιδήρου
- Θερμοκρασία κλιβάνου και χρόνος παραμονής.
6. Ψύξη, Θρυμματισμός & Διαστασιολόγηση
Μετά το πάτημα:
- Το λιωμένο FeSi χυτεύεται σε καλούπια ή κρεβάτια
- Ψύχεται αργά για να αποφευχθεί το ράγισμα
- Θρυμματισμένο και κοσκινισμένο σε βιομηχανικά μεγέθη:
- Εξογκώματα
- Κοκκία
- Λεπτά ή σκόνη
Η επιλογή μεγέθους σωματιδίων επηρεάζει:
- Ρυθμός διάλυσης
- Απώλεια οξείδωσης
- Ανάκτηση πυριτίου στη χαλυβουργία.
7. Ποιοτικός Έλεγχος & Ανάλυση
Κάθε παρτίδα υφίσταται:
- Ανάλυση χημικής σύνθεσης (Si, C, Al, Ca, P, S)
- Επαλήθευση μεγέθους σωματιδίων
- Οπτική επιθεώρηση για ρωγμές και οξείδωση
Οι βιομηχανικοί αγοραστές εστιάζουν σε:
- Σταθερό ποσοστό Si
- Χαμηλή διακύμανση ακαθαρσιών
- Συνεπής κατανομή μεγέθους.
8. Γιατί οι φούρνοι ηλεκτρικού τόξου είναι απαραίτητοι
Οι φούρνοι ηλεκτρικού τόξου παρέχουν:
- Εξαιρετικά υψηλές και ελεγχόμενες θερμοκρασίες
- Σταθερή αναγωγική ατμόσφαιρα
- Κλιμακόμενη συνεχής παραγωγή
- Υψηλή απόδοση πυριτίου και επαναληψιμότητα
Χωρίς τεχνολογία SAF,σιδηροπυρίτιο εμπορικής ποιότητας δεν μπορεί να παραχθεί οικονομικά.
9. Περίληψη: Παραγωγή FeSi στο EAF (SAF)
Η παραγωγή σιδηροπυριτίου περιλαμβάνει:
- Φόρτιση χαλαζία, πηγή σιδήρου και άνθρακα
- Υψηλής θερμοκρασίας καρβοθερμική μείωση
- Πυρίτιο που διαλύεται σε λιωμένο σίδηρο
- Περιοδικό χτύπημα λιωμένου FeSi
- Ψύξη, σύνθλιψη και ταξινόμηση μεγέθους
Αυτή η διαδικασία παράγειοικονομικό σιδηροπυρίτιο υψηλής απόδοσηςαπαραίτητο για τις εργασίες χαλυβουργίας και χυτηρίου παγκοσμίως.