Wie wird Ferrosilicium 75 hergestellt?

Ferro-Silizium 75wird durch Hoch-Temperaturreduktion in einem Unterpulverofen hergestellt. Der Kernprozess besteht darin, SiO₂ in Quarzsand mit Koks und Stahlschrott bei 1700–2000 Grad zu reduzieren, um eine Ferrosiliciumlegierung herzustellen:

 Hauptreaktion:SiO₂ + 2C → Si + 2CO ↑ (ΔG < 0 bei hoher Temperatur, spontane Reaktion);

 Nebenreaktion:SiO₂ + 3C → SiC + 2CO ↑ (Ofentemperatur und Rohstoffverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um die Bildung der harten und spröden SiC-Phase zu vermeiden).

(1) Rohstoffvorbereitung und präzise Dosierung

Die Qualität des Rohmaterials ist die Grundlage für die Leistung von FeSi75. Die wichtigsten Rohstoffe und Anforderungen sind wie folgt:

(2) Schmelzen im Unterpulverofen: Hoch-Temperaturreduzierung und Energiekontrolle

Der Unterpulverofen ist die Kernausrüstung für die Produktion von Ferrosilicium 75 %. Die wichtigsten Prozessparameter sind wie folgt:

Auswahl des Ofentyps:

Im Allgemeinen wird ein geschlossener oder halb{0}geschlossener Unterpulverofen mit einer Leistung von 12.500 kVA oder mehr verwendet. Ein geschlossener Ofen kann den Wärmeverlust reduzieren und der Stromverbrauch pro Tonne Produkt wird um 10–15 % reduziert;

Ofentemperaturregelung:

Die Temperatur in der Reaktionszone im Ofen wird auf 1800–2000 Grad gehalten. Eine präzise Temperaturregelung wird durch Anpassen der Elektrodeneinführtiefe (1,2–1,5 m) und der Transformatorleistung (80–90 % der Volllast) erreicht;

Eisenklopfzyklus:

Das Eisen wird alle 8–12 Stunden einmal abgestochen, mit einer Abstichmenge von jeweils 5–8 Tonnen. Die Durchflussrate (0,5–1,0 Tonnen/Tonne) muss während des Abstichs kontrolliert werden.

(3) Verfeinerung und Kompositionsanpassung Nach dem Tippen,

Das geschmolzene Eisen muss raffiniert werden, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung den Standards entspricht:

Entschwefelung:

Wenn die Temperatur des geschmolzenen Eisens 1400–1500 Grad beträgt, fügen Sie Kalk (CaO größer oder gleich 90 %) oder Calciumcarbid (CaC₂ größer oder gleich 80 %) hinzu. Die Entschwefelungsrate kann 60–70 % erreichen, wodurch der S-Gehalt von 0,08 % auf unter 0,03 % sinkt;

Anpassung des Siliziumgehalts:

Wenn der Siliziumgehalt zu niedrig ist (<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%;

Entfernung von Verunreinigungen:

Durch die Schlackenbildung (CaO-SiO₂-Al₂O₃-Schlackensystem) werden Verunreinigungen wie Al und Ca adsorbiert, wodurch der Al-Gehalt von 1,0 % auf unter 0,5 % sinkt (erforderlich für die Sorte FeSi75-Al0,5).

(4) Gießen und Fertigproduktverarbeitung

Besetzung:

Geschmolzenes Eisen wird in eine Form (Gusseisen- oder Stahlform) gegossen und auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, um Ferrosiliciumblöcke zu bilden.

Brechen und Sieben:

Die Ferrosiliciumblöcke werden auf eine Partikelgröße von 5–100 mm zerkleinert und mithilfe eines Vibrationssiebs sortiert, um Pulver und übergroße Partikel zu entfernen.

Qualitätsprüfung:

Ein Spektrometer wird verwendet, um die Zusammensetzung von Si, Fe, Al, S und P zu erfassen und sicherzustellen, dass Si 72 %–80 %, Al kleiner oder gleich 0,5 %, S kleiner oder gleich 0,05 % und P kleiner oder gleich 0,04 % sind (erfüllt die Anforderungen von GB/T 2272-2017 FeSi75-Al0,5).

(1) Technologie zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung

Einführung eines „Abwärmerückgewinnungssystems“ zur Rückgewinnung der Abwärme aus dem Rauchgas des Elektroreduktionsofens (Temperatur 800–1000 Grad) zum Vorwärmen von Rohstoffen oder zur Stromerzeugung, wodurch der Stromverbrauch pro Tonne Produkt von 8500 kWh auf 7500 kWh gesenkt wird;

Optimierung der Elektrodenpastenformel zur Reduzierung des Elektrodenverbrauchs, wodurch der Elektrodenverbrauch pro Tonne Produkt von 25 kg auf unter 20 kg gesenkt wird.

(2) Umgang mit Qualitätsanomalien

If the Si content is too high (>80 %), kann der Anteil an Stahlschrott in der nächsten Charge erhöht werden (pro 0,5 % Erhöhung des Stahlschrotts sinkt der Si-Gehalt um ca. 1 %);

Wenn der Al-Gehalt den Standard überschreitet, muss hochreiner Quarzsand (Al₂O₃ kleiner oder gleich 0,3 %) ersetzt und die Schlackenbasizität (CaO/SiO₂=1.2-1.5) angepasst werden, um die Schlackenadsorptionskapazität zu verbessern.

(3) Umweltschutz und Sicherheitskontrolle

Es kommt ein kombinierter Trockenentstaubungs- und Nassentschwefelungsprozess zum Einsatz, der die Staubkonzentration im Rauchgas von 500 mg/m³ auf unter 10 mg/m³ und die SO₂-Emissionskonzentration auf reduziert<50 mg/m³, meeting environmental protection requirements.

Während des Ofenbetriebs müssen hochtemperaturbeständige Handschuhe und Schutzbrillen getragen werden. Beim Abzapfen von geschmolzenem Eisen muss ein Sicherheitsabstand eingehalten werden, um Verbrennungen durch Spritzer von geschmolzenem Eisen zu vermeiden.

 Größerer-Maßstab und intelligente Produktion:Bei neuen Projekten werden zunehmend Unterpulveröfen mit 30.000 kVA oder mehr eingesetzt, die mit DCS-Steuerungssystemen ausgestattet sind, um eine vollautomatische Steuerung der Ofentemperatur, der Elektroden und des Abstichs zu erreichen und so die Produktionseffizienz um 20–30 % zu steigern;
 Grüne und kohlenstoffarme-Transformation:Erforschung von „grünem Strom + grünem Koks“-Prozessen unter Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energien und Koks aus Biomasse, um die CO2-Emissionen pro Tonne Produkt um mehr als 50 % zu reduzieren und damit dem globalen Trend zur CO2-Neutralität gerecht zu werden;
 High-End-Entwicklung:Entwicklung, geringer-Schwefelgehaltniedriger -Aluminium-Ferro-Silizium 75(Al kleiner oder gleich 0,3 %, S kleiner oder gleich 0,03 %), um die strengen Anforderungen von hochwertigem Stahl und Präzisionsguss zu erfüllen und die Produktprämie um 15–20 % zu erhöhen.