فيرو سيليكون 75يتم إنتاجه عن طريق خفض درجة الحرارة العالية-في فرن القوس المغمور. تتضمن العملية الأساسية تقليل SiO₂ في رمل الكوارتز باستخدام فحم الكوك وخردة الفولاذ عند درجة حرارة 1700-2000 لإنتاج سبيكة الفيروسيليكون:
رد الفعل الرئيسي:SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑ (ΔG < 0 عند درجة حرارة عالية، تفاعل تلقائي)؛
رد الفعل الجانبي:SiO₂ + 3C → SiC + 2CO↑ (يجب التحكم بدقة في درجة حرارة الفرن ونسبة المواد الخام لتجنب تكوين مرحلة SiC الصلبة والهشة).
عملية الإنتاج: المواد الخام - الصهر - التكرير - المنتج النهائي
(1) إعداد المواد الخام والتناسب الدقيق
جودة المواد الخام هي أساس أداء FeSi75. المواد الخام الأساسية والمتطلبات هي كما يلي:
| نوع المادة الخام | متطلبات المكونات الأساسية | متطلبات الحجم | وظيفة |
| رمل الكوارتز | SiO₂ أكبر من أو يساوي 99.0%، Al₂O₃ أقل من أو يساوي 0.5%، Fe₂O₃ أقل من أو يساوي 0.3% | 50-150 ملم | مصدر السيليكون |
| فحم الكوك | الكربون الثابت أكبر من أو يساوي 85%، الرماد أقل من أو يساوي 10%، مادة متطايرة أقل من أو يساوي 8% | 20-80 ملم | عامل تخفيض، مصدر للحرارة |
| خردة الصلب | الحديد أكبر من أو يساوي 98%، الشوائب (Cu، Zn) أقل من أو يساوي 0.5% | 50-200 ملم | مصدر الحديد، تعديل تكوين السبائك |
(2) الصهر بفرن القوس المغمور: خفض درجة الحرارة العالية - والتحكم في الطاقة
إن فرن القوس المغمور هو المعدات الأساسية لإنتاج 75% من Ferro Silicon. معلمات العملية الرئيسية هي كما يلي:
اختيار نوع الفرن:
بشكل عام، يتم استخدام -فرن القوس المغمور المغلق أو شبه المغلق بسعة 12500 كيلو فولت أمبير أو أعلى. يمكن للفرن المغلق أن يقلل من فقدان الحرارة، ويتم تقليل استهلاك الطاقة لكل طن من المنتج بنسبة 10%-15%؛
التحكم في درجة حرارة الفرن:
يتم الحفاظ على درجة الحرارة في منطقة التفاعل داخل الفرن عند 1800-2000 درجة. يتم تحقيق التحكم الدقيق في درجة الحرارة عن طريق ضبط عمق إدخال القطب الكهربائي (1.2-1.5 م) وطاقة المحول (80%-90% من الحمل الكامل)؛
دورة التنصت على الحديد:
يتم نقر الحديد مرة واحدة كل 8-12 ساعة، بحجم نقر يصل إلى 5-8 طن في كل مرة. يجب التحكم في معدل التدفق (0.5-1.0 طن/طن) أثناء النقر.
(3) تعديل الصقل والتركيب بعد النقر،
يحتاج الحديد المنصهر إلى التنقية للتأكد من أن التركيبة تلبي المعايير:
إزالة الكبريت:
عندما تكون درجة حرارة الحديد المنصهر 1400-1500 درجة، أضف الجير (CaO أكبر من أو يساوي 90%) أو كربيد الكالسيوم (CaC₂ أكبر من أو يساوي 80%). يمكن أن يصل معدل إزالة الكبريت إلى 60%-70%، مما يقلل محتوى S من 0.08% إلى أقل من 0.03%؛
تعديل محتوى السيليكون:
إذا كان محتوى السيليكون منخفضًا جدًا (<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%;
إزالة النجاسة:
من خلال تكوين الخبث (CaO-SiO₂-Al₂O₃ نظام الخبث)، يتم امتصاص الشوائب مثل Al وCa، مما يقلل محتوى Al من 1.0% إلى أقل من 0.5% (مطلوب لدرجة FeSi75-Al0.5).
(4) الصب ومعالجة المنتج النهائي
صب:
يُسكب الحديد المنصهر في قالب (قالب من الحديد الزهر أو الفولاذ) ويُترك ليبرد بشكل طبيعي إلى درجة حرارة الغرفة لتكوين كتل الفيروسيليكون؛
التكسير والغربلة:
يتم سحق كتل الفيروسيليكون إلى حجم جسيمات يتراوح من 5 إلى 100 ملم ويتم تصنيفها باستخدام شاشة اهتزازية لإزالة المسحوق والجسيمات كبيرة الحجم؛
فحص الجودة:
يتم استخدام مقياس الطيف للكشف عن تكوين Si وFe وAl وS وP، مما يضمن أن Si 72%-80%، Al أقل من أو يساوي 0.5%، S أقل من أو يساوي 0.05%، وP أقل من أو يساوي 0.04% (تلبية متطلبات GB/T 2272-2017 FeSi75-Al0.5).
النقاط الرئيسية لتحسين عملية الإنتاج ومراقبة الجودة
(1) تكنولوجيا توفير الطاقة وخفض الاستهلاك
اعتماد "نظام استعادة الحرارة المهدرة" لاستعادة الحرارة المهدرة من غاز المداخن في فرن القوس المغمور (درجة الحرارة 800-1000 درجة) للتسخين المسبق للمواد الخام أو توليد الطاقة، مما يقلل استهلاك الطاقة لكل طن من المنتج من 8500 كيلووات في الساعة إلى 7500 كيلووات في الساعة؛
تحسين صيغة معجون القطب الكهربائي لتقليل استهلاك القطب الكهربائي، مما يقلل استهلاك القطب لكل طن من المنتج من 25 كجم إلى أقل من 20 كجم.
(2) التعامل مع شذوذات الجودة
If the Si content is too high (>80٪)، يمكن زيادة نسبة خردة الفولاذ في الدفعة التالية (لكل زيادة بنسبة 0.5٪ في خردة الفولاذ، ينخفض محتوى Si بنسبة 1٪ تقريبًا)؛
إذا تجاوز محتوى Al المعيار، فيجب استبدال رمل الكوارتز عالي النقاء (Al₂O₃ أقل من أو يساوي 0.3%)، ويجب تعديل قاعدة الخبث (CaO/SiO₂=1.2-1.5) لتحسين قدرة امتصاص الخبث.
(3) حماية البيئة ومراقبة السلامة
تم اعتماد عملية مشتركة لإزالة الغبار الجاف وإزالة الكبريت الرطب، مما يقلل تركيز الغبار في غاز المداخن من 500 مجم/م3 إلى أقل من 10 مجم/م3، وتركيز انبعاث ثاني أكسيد الكبريت إلى<50 mg/m³, meeting environmental protection requirements.
-يجب ارتداء قفازات ونظارات واقية مقاومة لدرجات الحرارة العالية أثناء تشغيل الفرن. يجب الحفاظ على مسافة آمنة عند النقر على الحديد المنصهر لتجنب الحروق الناتجة عن تناثر الحديد المنصهر.
اتجاهات الصناعة في عمليات إنتاج FeSi 75%
نطاق أكبر-وإنتاج ذكي:تتبنى المشاريع الجديدة بشكل متزايد أفران القوس المغمور بقدرة 30.000 كيلو فولت أمبير أو أعلى، والمجهزة بأنظمة التحكم DCS لتحقيق التحكم الآلي الكامل في درجة حرارة الفرن، والأقطاب الكهربائية، والتنصت، مما يزيد من كفاءة الإنتاج بنسبة 20٪ -30٪؛
تحويل الكربون الأخضر والمنخفض-:استكشاف عمليات "الكهرباء الخضراء + فحم الكوك الأخضر"، باستخدام كهرباء الطاقة المتجددة وفحم الكوك من الكتلة الحيوية لتقليل انبعاثات الكربون لكل طن من المنتج بأكثر من 50%، بما يتماشى مع الاتجاه العالمي نحو الحياد الكربوني؛
التطوير-العالي:نامي، منخفض-الكبريتمنخفض-ألومنيوم فيرو سيليكون 75(Al أقل من أو يساوي 0.3%، S أقل من أو يساوي 0.03%) لتلبية المتطلبات الصارمة للصلب عالي الجودة - والصب الدقيق، مما يزيد من جودة المنتج بنسبة 15%-20%.
