Как производят ферросилиций: плавка и пять маршрутов переработки
Оставить сообщение
Короткий ответ: углерод восстанавливает кварц в электропечи
Ферросилиций, сплав, который большинство людей подразумевает под ферро, получают методом карботермического восстановления. Кварц, углеродный восстановитель и источник железа загружают в печь с погружной дугой, электроды передают тепло непосредственно в шихту, а кремнезем восстанавливается до кремния, который растворяется в расплавленном железе. Жидкий сплав выпускают из печи, разливают в пласты, охлаждают и измельчают. Все, что происходит на современном заводе, — это рафинирование: удаление алюминия, углерода и кальция, поступивших с сырьем или попавших в печь.
Сырье и расчет загрузки
Источник кремнезема- кварц или кварцит с высоким содержанием диоксида кремния и низким содержанием оксида алюминия, извести и оксида железа, просеянный до контролируемого размера.
Углеродный восстановитель- металлургический кокс, нефтяной кокс, древесный уголь или древесная щепа, выбранные по реакционной способности, зольности и электрическому сопротивлению.
Источник железа- прокатная окалина, стальной лом или обрезки листов кремнистой стали, которые также составляют часть баланса железа.
Электродная паста и флюс- Расходные материалы, влияющие на поглощение углерода и поведение шлака.
Дизайн заряда – это баланс. Высокореактивный восстановитель улучшает восстановление и снижает удельную энергию, но слишком большое количество мелкодисперсного материала дросселирует поток газа и увеличивает потери пыли. Здесь начинается контроль примесей: содержание алюминия и кальция в готовом сплаве в значительной степени определяется содержанием глинозема и извести в кварце, а также золой кокса.
Плавка, выпуск и литье
Печь работает непрерывно, шихта добавляется вокруг электродов, а положение электродов регулируется для поддержания стабильной рабочей нагрузки. Постукивание производится через определенные промежутки времени через летку; сплав разливают в неглубокие пласты для охлаждения, затем дробят и просеивают в комки или измельчают в порошок. Состояние печи, глубина электрода, проницаемость заряда и ритм выпуска являются практическими переменными, которые определяют извлечение кремния и уровень остаточного алюминия и углерода.
Пять маршрутов переработки более чистого ферросилиция
Там, где стандартное тепло недостаточно чистое, китайские производители используют пять установленных маршрутов. Каждая сделка требует затрат на примеси, которые она удаляет.
| Маршрут | На что он нацелен | Практические ограничения |
|---|---|---|
| Выбор шихтовых материалов | Ферросилиций-высокой чистоты; меньшее количество примесей из кварца, нефтяного кокса, древесного угля и чистого стального листа | Качество сырья колеблется, поэтому снижение примесей ограничено; меньшая производительность, более тяжелые условия печи, трудная работа летки, более высокая энергия и стоимость |
| Хлор дует снаружи печи | Эффективно удаляет кальций и алюминий; также используется для материалов с низким-углеродом | Большие объемы хвостовых газов, частые утечки и поломки графитовых фурм, нагрузка на окружающую среду, риски для операторов и коррозия оборудования. |
| Кислород дует снаружи печи | Ковшовое рафинирование с удалением кальция, алюминия и углерода. | Резкое движение ванны и разбрызгивание вызывают быструю потерю температуры, сильное шелушение и потерю железа, составляющую от 12% до 20%; графитовые фурмы ломаются и прерывают рафинирование, поэтому выход продукта низкий. |
| Горячая промывка шлака | Низко-ферросилиций с низким содержанием углерода | Требует жесткого контроля температуры и добавляет этап процесса. |
| Выбор восстановителей | Низко-алюминий и низко-углеродистый ферросилиций с использованием синего углерода, газоугольного кокса и подобных материалов | Состав сырья варьируется, поэтому содержание алюминия обычно снижают примерно до 1,6%, а в лучшем случае — до 1,2%, а углерода — примерно до 0,2%; может быть произведена только часть диапазона марок |
Практический вывод для покупателей заключается в том, что производство низко-алюминия и низко-углеродистого ферросилиция — это достижение нефтепереработки, а не чисто естественный результат, а его стоимость обусловлена потерей производительности, потреблением энергии и выбором материалов. Вот почему марки головок имеют явное преимущество перед стандартными материалами.
Что определяет оценку, которую вы получите
Три входа определяют окончательную спецификацию. Во-первых, это качество кварца и восстановителя, определяющее потолок контроля примесей. Второй — это путь переработки, который определяет, насколько далеко можно будет вытеснить алюминий и углерод. Третья — линия дробления и сортировки, фиксирующая гранулометрический состав кусковой, порошковой или порошковой-проволоки. Поставщик, который контролирует все три, может поддерживать узкий диапазон кремния и постоянную плавку алюминия за плавкой, что имеет большее значение для сталелитейного завода, чем какой-либо один заголовок.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Как производится ферросилиций в одном предложении?
Кварц восстанавливается углеродом в печи с погруженной дугой, а кремний растворяется в расплавленном железе; затем выпущенный сплав отливают, измельчают и, при необходимости, рафинируют для снижения содержания алюминия, углерода и кальция.
Вопрос: Какое сырье отправляется в печь?
Загрузка представляет собой кварц или кварцит, углеродный восстановитель, такой как кокс, нефтяной кокс, древесный уголь или древесная щепа, источник железа, такой как прокатная окалина или стальной лом, а также небольшие количества флюса и электродных материалов.
Вопрос: Как производится ферросилиций с низким-алюминием?
Либо путем выбора шихтовых материалов и восстановителей с низким-глиноземом, либо путем внешней очистки, такой как продувка кислородом или хлором. Содержание алюминия обычно снижается примерно до 1,6% за счет выбора восстановителя и в лучшем случае примерно до 1,2%, при этом содержание углерода составляет около 0,2%.
Вопрос: Почему продувка кислородом вне печи стоит дорого?
Брызги и резкое движение ванны вызывают быструю потерю температуры и сильное нарастание черепа-, а потери железа составляют от 12 % до 20 %. Графитовые фурмы также ломаются и останавливают процесс рафинирования, что еще больше снижает выход продукта.
Вопрос: Есть ли недостатки у очистки хлором?
Да. Он эффективно удаляет кальций и алюминий, но образует большие объемы отходящих газов, вызывает утечки и частые поломки графитовых трубок, а также создает проблемы для окружающей среды, здоровья и-коррозии оборудования.
Вопрос: Как переработка влияет на цену?
На каждом этапе переработки приходится жертвовать выходом или добавлять энергию и расходные материалы, поэтому марки с низким-алюминием и низким-углеродом стоят заметно дороже, чем стандартный ферросилиций с тем же содержанием кремния.
