Ferrosilicon là gì và nó được sản xuất như thế nào?

Ferrosiliconđược sản xuất thông qua mộtgiảm nhiệt lượngquá trình trong đó silica (SiO₂) bị khử bằng cacbon khi có mặt sắt để tạo thành hợp kim silic-sắt. Quá trình sản xuất tiêu tốn nhiều năng lượng và hầu như chỉ được thực hiện ởLò hồ quang điện chìm (SAF). Dưới đây là phần giải thích từng bước của quy trình.

Nguyên liệu chính choferrosiliconsản xuất là:

• Nguồn silic– sỏi thạch anh, thạch anh hoặc silic, cung cấp silic.
• Nguồn cacbon- cốc luyện kim, than đá hoặc than củi, đóng vai trò là chất khử.
• Nguồn sắt– thép phế liệu, vảy cán hoặc quặng sắt cung cấp thành phần sắt.

Những vật liệu này được cân cẩn thận theo loại silicon mong muốn (ví dụ: 65%, 72% hoặc 75% Si) và sau đó trộn kỹ để đảm bảo thành phần thức ăn đồng nhất.

Điện tích hỗn hợp được liên tục đưa vào mộtlò hồ quang điện chìm– một lớp vỏ thép lớn chịu lửa được gắn ba điện cực than chì hoặc Söderberg được nhúng chìm vào vật liệu tích điện.

Khi dòng điện cao thế đi qua giữa các điện cực, một hồ quang cường độ cao sẽ được tạo ra, tạo ra nhiệt độ2000 độ đến 2500 độ. Nhiệt này làm tan chảy điện tích và thúc đẩy các phản ứng khử hóa học.

Phản ứng cốt lõi trong quá trình nấu chảy là:

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

Trong phản ứng này:

• Carbon từ than cốc sẽ loại bỏ oxy khỏi silica.
• Silic nguyên tố được giải phóng và hòa tan vào sắt nóng chảy từ phế liệu hoặc vảy máy nghiền, tạo thành hợp kim ferrosilicon.
• Khí carbon monoxide (CO) được tạo ra và thoát ra khỏi lò dưới dạng sản phẩm phụ.

Lò hoạt động liên tục, nguồn nạp mới được bổ sung từ phía trên trong khi hợp kim nóng chảy và xỉ tích tụ ở phía dưới.