Что такое процесс производства ферросилиция?

Ферросиликон — важный сплав, используемый в сталеплавильном производстве и других металлургических процессах. Производство ферросилиция также представляет собой сложный процесс, который может включать высокие температуры и строго контролируемые химические реакции. Понимание сырья, производственных процессов и температурных требований имеет важное значение для эффективного и стабильного производства этого ценного ферросиликового сплава.

Какое сырье используется для производства ферросилиция?

Диоксид кремния является ключевым материалом в ферросилиции, его общий вес составляет 70-80%. Он происходит из таких пород, как кварц и песчаник. Шахтеры взрывают эти камни и отправляют их на фабрики.

На фабрике рабочие дробят, измельчают, промывают и сушат камни для удаления примесей. Затем они нагревают чистый диоксид кремния с углеродными материалами в электрических печах, чтобы получить ферросилиций.

Источники диоксида кремния

Диоксид кремния часто добывается из отложений кварца и песчаника глубоко под землей или вблизи побережья. Другие источники включают кремень, диатомит и вулканический пепел.

Каждый источник обладает уникальными свойствами, которые влияют на его пригодность для производства ферросилиция. Например, песок с большим количеством примесей оксидов железа или алюминия нуждается в дополнительной очистке.

Процесс добычи

Чтобы добыть кремний, рабочие бурят слои горных пород, содержащие кремний. Они используют взрывчатку, чтобы разбить камень на более мелкие кусочки. На заводе кремний отделяют от других минералов, используя такие методы, как гравитационное разделение или магнитная сортировка.

Вторичный материал для производства ферросилиция: углерод

Углеродные материалы выступают в качестве восстановителей в производстве ферросилиция. Они реагируют с кислородом в диоксиде кремния при высоких температурах. Двумя распространенными источниками углерода являются:

  1. Углерод на основе угля (фиксированный углерод 55-751ТП3Т)
  2. Кокс (около 901ТП3Т связанный углерод)

Эти материалы обеспечивают тепло для химических реакций и углерод для образования новых связей в сплаве.

Подготовка углеродных материалов

Уголь из шахт перед использованием требует дробления, измельчения и сушки. Кокс, полученный путем нагревания угля без доступа воздуха, требует меньше подготовки. Он уже разрезан на большие куски, что облегчает транспортировку.

Для некоторых современных печей требуется уголь определенных размеров и типов, в зависимости от их конструкции.

Свойства диоксида кремния

Диоксид кремния, или кремнезем, богат кремнием. Он встречается во многих формах, таких как кварц, песок и кристаллы. Его структура делает его твердым и термостойким, идеальным для производства ферросилиция.

Кремнезем может выдерживать сильные температуры, не плавясь и не меняя форму. Это помогает при плавке, где действует как флюс для восстановления оксидов металлов. Он также противостоит тепловому расширению и ударам, что делает его стабильным в условиях высоких температур, таких как плавильные печи.

Очистка диоксида кремния

Чистый диоксид кремния имеет решающее значение для высококачественного ферросилиций. Рабочие чистят его, используя сильные кислоты, такие как соляная или серная кислота. Это удаляет примеси, такие как оксид железа и оксид алюминия.

После очистки они измельчают диоксид кремния в мелкий порошок. Это увеличивает площадь поверхности для химических реакций и обеспечивает равномерное перемешивание. Они используют такие методы, как шаровое или струйное измельчение, чтобы получить частицы нужного размера.

Виды углеродных материалов

Двумя основными углеродными материалами для получения ферросилиция являются уголь и кокс. Уголь — это природная горная порода, а кокс получается при нагревании угля без доступа воздуха. Оба обеспечивают углерод для химических реакций. Выбор между ними зависит от наличия, стоимости и желаемого качества продукции.

Уголь против кокса

Уголь широко доступен и дешевле кокса. Однако он содержит больше примесей, которые могут повлиять на качество ферросилиция. Кокс чище и является более надежным источником углерода. Его пористая структура создает более высокие температуры при горении, что приводит к более эффективным реакциям.

Обработка углеродных материалов

И уголь, и кокс проходят несколько стадий перед использованием в производстве ферросилиция. Рабочие дробят и сортируют сырой уголь для удаления примесей, таких как камни и минералы.

Как производят ферросилиций?

Ферросилиций производится посредством процесса, называемого карботермическим восстановлением. Вот упрощенный обзор производственного процесса:

Подготовка сырья:

Диоксид кремния (кварц или кремнезем) измельчают и калибруют.
Готовят углеродные материалы (уголь, кокс или древесный уголь).
В качестве источника железа добавляют железную руду или железный лом.

Загрузка печи:

Ферросиликоновое сырье смешивается в соответствующих пропорциях.
Затем эту смесь подают в электродуговую печь.

Плавка:

Печь нагревается до чрезвычайно высоких температур (1600-2000°С).
Электрический ток проходит через электроды, создавая дугу, плавящую смесь.

Химическая реакция:

При высоких температурах углерод восстанавливает диоксид кремния до элементарного кремния.
Кремний соединяется с железом, образуя ферросиликон.

Постукивание:

Расплавленный ферросиликон выливают (выливают) из печи.

Охлаждение и измельчение:

Сплав охлаждается и затвердевает.
Затем его измельчают до желаемого размера для продажи или дальнейшей переработки.

Контроль качества:

Конечный продукт тестируется на предмет соответствия требуемым спецификациям.

Этот процесс можно адаптировать для производства различных марок ферросилиция с различным содержанием кремния, обычно от 15% до кремния 90%.

При какой температуре производят ферросилиций?

Они могут промывать кокс, чтобы удалить больше примесей, затем карбонизировать его до определенной степени или смешивать кокс в соответствии с конкретными требованиями перед добавлением его в печь с диоксидом кремния для получения ферросилиция.

Ферросиликон обычно производится при очень высоких температурах. Хотя у меня нет точных цифр, производственный процесс обычно происходит при температуре от 1600°C до 2000°C (от 2912°F до 3632°F) в электродуговых печах.
Эти экстремальные температуры необходимы для:

Расплавьте сырье (диоксид кремния и источники углерода)
Обеспечить химическое восстановление диоксида кремния до элементарного кремния.
Позвольте кремнию сплавиться с железом.

Точная температура может варьироваться в зависимости от таких факторов, как:

Конкретная марка производимого ферросилиция
Эффективность печи
Чистота сырья

Важно отметить, что поддержание точного контроля температуры имеет решающее значение для производства высококачественной продукции. ферросиликон с желаемым содержанием и свойствами кремния.

Мы используем файлы cookie, чтобы предоставить вам лучший онлайн-опыт. Соглашаясь, вы принимаете использование файлов cookie в соответствии с нашей политикой использования файлов cookie.

Закрыть всплывающее окно
Настройки конфиденциальности сохранены!
Настройки конфиденциальности

Когда вы посещаете любой веб-сайт, он может сохранять или получать информацию в вашем браузере, в основном в виде файлов cookie. Управляйте своими личными службами cookie здесь.

Отклонить все услуги
Сохранять
Принять все услуги
Открыть настройки конфиденциальности
Цена
Электронная почта
WhatsApp