Процесс производства ферросилиция в основном включает плавку кремнезема (обычно в форме кварца) и железа в печи с погруженной дугой. Вот пошаговое объяснение процесса производства ферросилиция:

Подготовка сырья: Основным сырьем, используемым в производстве ферросилиция, являются кремнезем (SiO2) и железо (Fe). Эти материалы обычно получают в виде кварца (кремнезема) и железной руды, хотя также могут использоваться другие железосодержащие материалы, такие как прокатная окалина или железный лом. Сырье тщательно отбирается и смешивается для получения желаемого состава сплава ферросилиция.

Загрузка печи под флюсом: Приготовленную смесь кремнезема и железосодержащих материалов загружают в печь под флюсом. Этот тип печи представляет собой большой сосуд с огнеупорной футеровкой и тремя или более графитовыми электродами, входящими в печь сверху.

Нагрев и восстановление: Электрический ток проходит через электроды, создавая электрическую дугу между электродами и сырьем. Эта дуга генерирует сильное тепло, поднимая температуру внутри печи примерно до 2000–2400 градусов по Цельсию (от 3632 до 4352 градусов по Фаренгейту).

Реакции плавления и восстановления: при таких высоких температурах оксиды кремния и железа в сырье восстанавливаются углеродом с образованием кремния (Si) и железа (Fe). Первичные реакции восстановления следующие:

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

В этих реакциях углерод (C) действует как восстановитель, удаляя кислород из кремнезема и оксидов железа, что приводит к образованию кремния, железа и газообразного монооксида углерода (CO).

Формирование сплава ферросилиция: расплавленный кремний и расплавленное железо объединяются, образуя сплав ферросилиция. Отношение кремния к железу регулируется для достижения желаемого состава в зависимости от требуемой марки ферросилиция.

Выпуск и разливка: после достижения желаемого состава ферросилициевого сплава расплавленный металл выпускается из печи через летки в ковши. Из ковшей расплавленный ферросилиций либо отливается в формы для создания твердых блоков, либо подвергается дальнейшей обработке для получения определенных форм и размеров в зависимости от предполагаемого применения.

Охлаждение и затвердевание: Литой ферросилиций охлаждается и затвердевает в формах, образуя твердые блоки или формы.

Дробление и сортировка: после затвердевания ферросилиций обычно измельчают на более мелкие кусочки с помощью дробилок, а затем просеивают для получения желаемого распределения размеров частиц. Различные марки ферросилиция могут иметь различные характеристики размера в зависимости от их предполагаемого применения.

Упаковка и распределение: Конечный продукт ферросилиция упаковывается и отправляется в различные отрасли промышленности для использования в сталелитейном, литейном производстве и других областях.

Важно отметить, что производственный процесс может быть адаптирован в зависимости от конкретных требований различных марок ферросилиция и доступного сырья. Кроме того, некоторые современные производственные предприятия могут использовать передовые технологии для повышения эффективности и снижения энергопотребления в процессе производства.