Методе производње ферросилицон углавном се заснивају на реакцијама смањења високих температура. Главни процес је смањење силицијум (силода) и гвожђе у електричној пећи помоћу средства за смањење угљеника за производњу легура ферозиликона.
1. Припрема сировина
Силика (Сио₂):
Захтеви: садржај силикације веће од или једнак 97%, ниско-нечистоћу садржаја (нпр. АЛ₂О₃, ЦАО) да би се осигурала чистоћа силицијума.
Пре-третман: дробљење на 5-50 ММ честице за побољшање ефикасности реакције.
Извор гвожђа:
Челични отпад, гвожђене поднеске или гвоздене руде (нпр. Магнетит) се обично користе.
Улога гвожђа: делује као носач силикона, смањује реакцију и формира легуру.
Агент за смањење угљеника:
Кокс (пожељно): Висок фиксног садржаја угљеника (већи или једнак 80%), мале садржај пепела (мање или једнак 10%).
Остало: угаљ, нафтни кокс (скупљи, за посебне захтеве).
Помоћне сировине:
Челични отпад (да се регулира пропустљивост ваздуха у пећи), креч (ток, да смањи вискозност шљаке).
2. Главна опрема - потопљена лучна пећ (електрична луђачка пећ)
Врста пећи:
Отворена или затворена лучна пећ под флуксом, са затвореном типом је главни тип (еколошки прихватљив и висок ниво употребе топлотне енергије).
Капацитет: Обично 10-50 МВ, капацитет велике пећи до 100, 000 тона годишње.
Електроде:
Само-печене електроде или графитне електроде пречника до 1,5 метра који преноси електричну енергију дубоко у пуњење пећи.
Дизајн пећи:
Построја за ватростално материјал (нпр. Угљен-цигла, магнезијска цигла) отпорна на високе температуре (1800-2000 степен).
3. Процес производње
(1) Дозирање и утоваривање
Мик силицијум, гвожђе, кокс и помоћне сировине у односу (нпр. Силика фиока: цоке≈3: 1).
Учитавање слоја са слојем: Кока на дну, мешавина силикагела и извора гвожђа на врху, да би одржала пропусност ваздуха у пећи.
(2) Реакција смањења високе температуре
Реакциона температура: 1600 ~ 2000 степени, енергија испоручује електрични лук и отпорно загревање.
Главне хемијске реакцијесу:
Сио 2+2 Ц → СИ +2 цо ↑ (основна реакција) Фео + Ц → ФЕ + ЦО ↑ (смањење извора гвожђа).
Нежељене реакције: Мале количине интермедијара као што су СИЦ и ФЕСИИ формирају се. Потребно је да контролише температуру пећи како би се спречила претерана карбонација.
(3) топљење и деламинација
Смањени силицијум и гвожђе формирају таложење легура (густина око 5.2 г / цм³), која тоне на дно пећи.
Шлеп (углавном се састоји од Цао-Сио₂-АЛ₂О-а) лебди на врх и редовно се правилно отпушта.
(4) сипање и ливење
Молтен Ферросилицон улази у лабулу кроз отвор за излазну рупу.
Сипа се у инготе или гранулиране (угашење воде користи се за добијање грануларног ферозиликона).
(5) Рафинирање (опционо)
Окиген / Аргон прочишћавање: Смањује нечистоће као што су алуминијум и калцијум, што резултира ниским алуминијумским ферозиљном (нпр. Посебне оцене за смањење магнезијум метала).
Додавање средства за формирање шљаке: Даљње одвајање нечистоћа.
4. Потрошња енергије и потребе за напајањем
Потрошња електричне енергије:
Да би се произвела 1 тона Ферросилицон, 8, 000-9, 000 кВх стручне енергије, што је 60-70% укупних трошкова.
Извори енергије: Већина њих се налази у областима са пуно хидроелектране (нпр. Иуннан, Кина и Норвешка).
Технологије уштеде енергије:
Опоравак отпадне топлоте (употреба исцрпљених гасова за унапређивање сировина).
Електричне пећи у затвореном типу смањују губитак топлоте.
5. Мере заштите животне средине
Испушни пречишћавање гаса:
Затворени електрични пећи сакупљају ЦО гас (који се може изгорети да би се створила електрична енергија или користила као хемијску феедстоку).
Филтри за врећице заробљавају прашину (укључујући и честице сиуи-а, које се користе у производњи грађевинских материјала).
Третман отпадних вода:
Грануларна плоча од ферозилично-воде потребно је рециклирати како би се спречило загађење силицијума.
Одлагање чврстог отпада:
Шљака се може користити за изградњу путева или као адитив за цемент.
6. Посебни производни процеси
(1) Директна метода (метода једног корака)
Истовремено смањење силицијуме и гвожђа, погодно за ниске и средње силишеве сорте (нпр. ФЕСИ45).
Предности: једноставан процес, ниска цена; Недостаци: Лоша контрола нечистоће.
(2) индиректна метода (метода у два корака)
Производи се прво, индустријски силицијум (си већи од или једнак 98%), а затим се топи гвожђем да би се произвело високо силисаусно ферозиликон (нпр. ФЕСИ90).
Предности: већа чистоћа; Недостаци: Повећана потрошња енергије.
7. Карактеристике светске производње
Кина:
Разуме више од 60% светски производни капацитет, концентрисано у хидроелектријским регионима северозапада (Нингксија, унутрашња монголија) и југозападу (Иуннан).
Последњих година мали и застарели пећи (<25,000 kVA) have been decommissioned due to the impact of the "dual carbon" policy.
Норвешка / Русија:
Употреба чисте енергије (хидроелектрана / нуклеарна) да бисте произвели ферозиликон са високом додатом вредношћу (нпр. Ниско-алуминијумски ФЕСИ75).
8. Технолошки изазови и иновације
Замена сировина: Покушаји да замијени кокс са угљем биомасе да смањи емисију угљеника.
Интелигентна контрола:
Оптимизација састојака и температуре пећнице коришћењем вештачке интелигенције за побољшање енергетске ефикасности (нпр. 5-10% смањења потрошње енергије).
Тестови металургије водоника:
Студија могућности употребе водоника за делимичну замену средстава за смањење угљеника како би се постигла еколошка пријатељства производње (још увек у фази лабораторијских истраживања).