Como é produzido o ferro silício 75?

Ferro Silício 75é produzido pela alta-redução de temperatura em um forno de arco submerso. O processo principal envolve a redução de SiO₂ na areia de quartzo com coque e sucata de aço a 1700-2000 graus para produzir uma liga de ferrossilício:

 Reação principal:SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑ (ΔG < 0 em alta temperatura, reação espontânea);

 Reação colateral:SiO₂ + 3C → SiC + 2CO↑ (a temperatura do forno e a proporção da matéria-prima devem ser rigorosamente controladas para evitar a formação da fase dura e quebradiça do SiC).

(1) Preparação de matéria-prima e dosagem precisa

A qualidade da matéria-prima é a base do desempenho do FeSi75. As principais matérias-primas e requisitos são os seguintes:

(2) Fundição em forno de arco submerso: alta-redução de temperatura e controle de energia

O forno de arco submerso é o equipamento principal para a produção de Ferro Silício 75%. Os principais parâmetros do processo são os seguintes:

Seleção do tipo de forno:

Geralmente, é usado um forno de arco submerso fechado ou semifechado com capacidade de 12.500 kVA ou superior. Um forno fechado pode reduzir a perda de calor e o consumo de energia por tonelada de produto é reduzido em 10% -15%;

Controle de temperatura do forno:

A temperatura na zona de reação dentro do forno é mantida em 1800-2000 graus. O controle preciso da temperatura é obtido ajustando a profundidade de inserção do eletrodo (1,2-1,5m) e a potência do transformador (80%-90% da carga total);

Ciclo de rosqueamento de ferro:

O ferro é batido uma vez a cada 8-12 horas, com um volume de 5-8 toneladas de cada vez. A vazão (0,5-1,0 toneladas/ton) precisa ser controlada durante a extração.

(3) Ajuste de refino e composição Após tocar,

o ferro fundido precisa ser refinado para garantir que a composição atenda aos padrões:

Dessulfurização:

Quando a temperatura do ferro fundido for 1400-1500 graus, adicione cal (CaO maior ou igual a 90%) ou carboneto de cálcio (CaC₂ maior ou igual a 80%). A taxa de dessulfuração pode chegar a 60% -70%, reduzindo o teor de S de 0,08% para menos de 0,03%;

Ajuste de conteúdo de silício:

Se o teor de silício for muito baixo (<72%), silica (SiO₂≥98%) and coke can be added for secondary reduction in the molten iron ladle, with a silicon recovery rate of about 70%;

Remoção de impurezas:

Através da formação de escória (sistema de escória CaO-SiO₂-Al₂O₃), impurezas como Al e Ca são adsorvidas, reduzindo o teor de Al de 1,0% para menos de 0,5% (necessário para o grau FeSi75-Al0,5).

(4) Fundição e Processamento de Produto Acabado

Fundição:

O ferro fundido é derramado em um molde (ferro fundido ou molde de aço) e deixado esfriar naturalmente até a temperatura ambiente para formar blocos de ferrossilício;

Britagem e triagem:

Os blocos de ferrossilício são triturados até um tamanho de partícula de 5-100 mm e classificados usando uma peneira vibratória para remover pó e partículas superdimensionadas;

Inspeção de qualidade:

Um espectrômetro é usado para detectar a composição de Si, Fe, Al, S e P, garantindo que Si 72%-80%, Al menor ou igual a 0,5%, S menor ou igual a 0,05% e P menor ou igual a 0,04% (atendendo aos requisitos de GB/T 2272-2017 FeSi75-Al0.5).

(1) Tecnologia de Economia de Energia e Redução de Consumo

Adotando um "sistema de recuperação de calor residual" para recuperar o calor residual dos gases de combustão do forno de arco submerso (temperatura 800-1000 graus) para pré-aquecimento de matérias-primas ou geração de energia, reduzindo o consumo de energia por tonelada de produto de 8.500 kWh para 7.500 kWh;

Otimizando a fórmula da pasta de eletrodo para reduzir o consumo de eletrodo, reduzindo o consumo de eletrodo por tonelada de produto de 25kg para menos de 20kg.

(2) Tratamento de anomalias de qualidade

If the Si content is too high (>80%), a proporção de sucata de aço pode ser aumentada na próxima batelada (para cada aumento de 0,5% na sucata de aço, o teor de Si diminui em aproximadamente 1%);

Se o teor de Al exceder o padrão, a areia de quartzo de alta pureza-(Al₂O₃ menor ou igual a 0,3%) precisa ser substituída e a basicidade da escória (CaO/SiO₂=1.2-1.5) deve ser ajustada para aumentar a capacidade de adsorção da escória.

(3) Proteção Ambiental e Controle de Segurança

É adotado um processo combinado de remoção de poeira seca e dessulfuração úmida, reduzindo a concentração de poeira no gás de combustão de 500 mg/m³ para menos de 10 mg/m³, e a concentração de emissão de SO₂ para<50 mg/m³, meeting environmental protection requirements.

Luvas e óculos resistentes a altas-temperaturas devem ser usados ​​durante a operação do forno. Uma distância segura deve ser mantida ao bater em ferro fundido para evitar queimaduras causadas por respingos de ferro fundido.

 Maior-escala e produção inteligente:Novos projetos adotam cada vez mais fornos de arco submerso de 30.000 kVA ou superior, equipados com sistemas de controle DCS para obter controle totalmente automatizado da temperatura do forno, eletrodos e derivação, aumentando a eficiência da produção em 20%-30%;
 Transformação verde e de baixo-carbono:Explorar processos de “eletricidade verde + coque verde”, utilizando eletricidade de energia renovável e coque de biomassa para reduzir as emissões de carbono por tonelada de produto em mais de 50%, alinhando-se com a tendência global para a neutralidade carbónica;
 Desenvolvimento-de ponta:Em desenvolvimento, com baixo-enxofrebaixo-alumínio Ferro Silício 75(Al menor ou igual a 0,3%, S menor ou igual a 0,03%) para atender aos rigorosos requisitos de aço-de alta qualidade e fundição de precisão, aumentando a qualidade do produto em 15% a 20%.