Краткий ответ

FeSi75 производят карботермическим восстановлением в рудно-термической печи (РТП, submerged arc furnace). Кварц даёт кремний, углеродистый восстановитель, например кокс, забирает кислород, а источник железа, например стальной лом, даёт железо, в котором растворяется кремний. После выпуска сплав отливают, охлаждают, дробят и рассеивают на нужную фракцию. На состав и размер кусков, которые вы получите, влияют печь, сырьё и финишные операции, поэтому одной только марки для описания партии недостаточно.

Эта статья о том, как делают ферросилиций. Она не о том, как FeSi75 вводят в дуговой сталеплавильной печи (ДСП) при выплавке стали: это отдельная тема со своими техническими вопросами.

В какой печи производят FeSi75?

Ферросилиций выплавляют в рудно-термической печи, её ещё называют печью с погружёнными электродами. Крупные угольные электроды опускаются в шихту, а электрический ток нагревает шихту изнутри, проходя между электродами. Концы электродов находятся в слое сырья, отсюда и название «с погружённой дугой».

Больше всего путаницы вызывает выражение «электродуговая печь». В сталеплавильном производстве ДСП расплавляет лом и даёт жидкую сталь. Печь для ферросилиция решает другую задачу: она не просто плавит шихту, а химически восстанавливает кремнезём до кремния, пока шихта медленно опускается вниз. Поэтому поиск «FeSi75 electric arc furnace» выдаёт смесь страниц о производстве и о сталеплавильном применении, и считать их одной темой не стоит.

Какое сырьё нужно для FeSi75?

Кварц как источник кремния

Кварц, или кремнезём, служит источником кремния. Его чистота важна, потому что примеси из кварца переходят в сплав: алюминий и кальций в первую очередь связаны с тем, что попадает вместе с сырьём. Имеют значение также размер и прочность: кварц, который крошится на мелкие куски, снижает газопроницаемость шихты и затрудняет работу печи. Мы не приводим здесь требования к кварцу, потому что допустимые пределы зависят от марки и от конкретного завода.

Углеродистые восстановители и источник железа

Обычно в качестве восстановителя используют металлургический кокс, в зависимости от завода применяют и другие углеродистые материалы. Восстановитель удаляет кислород из кремнезёма в виде оксида углерода. Его зольность, влажность и крупность влияют и на поведение печи, и на примеси, которые попадают в сплав.

Источником железа обычно служит стальной лом или подобный железосодержащий материал. Он даёт сплаву железо и вместе с дозированием помогает задать целевое содержание кремния. На нашей странице ферросилиций FeSi75 сплав описан как изготовленный из кокса, стального лома и кварца в электропечи. Точный состав шихты и соотношения компонентов зависят от завода, поэтому считайте их технологическим ноу-хау, а не универсальным рецептом.

Что происходит при плавке в рудно-термической печи?

Упрощённую суммарную реакцию сформулировать легко: кремнезём плюс углерод дают кремний плюс оксид углерода. Кремний растворяется в расплавленном железе и образует сплав ферросилиция. Шихту подают сверху, она опускается вниз по мере нагрева, а готовый металл собирается в горне.

На деле это не плавление в один шаг. Восстановление идёт при очень высокой температуре, заметно выше 1500°C вблизи концов электродов, и проходит через несколько стадий с промежуточными соединениями. В верхней части шихты есть и более холодные зоны, где газ и материал обмениваются теплом. Поэтому технологов интересуют положение электродов, электрическая нагрузка, газопроницаемость шихты и то, как печь «дышит», а не только средняя температура. Если источник называет одну температуру или одну реакцию, воспринимайте это как упрощение.

Отходящие газы уносят мелкую кремнезёмистую пыль. Заводы улавливают её фильтрами, и это входит в организацию работы печи, но на самом продукте это не видно.

Как контролируют содержание кремния?

Содержание кремния в готовом сплаве определяется дозированием шихты и режимом работы печи. Соотношение кварца, восстановителя и источника железа задаёт направление, а оператор корректирует его по поведению печи и по химическому анализу металла. Берут пробы, анализируют их и вносят поправки в следующие загрузки.

Поэтому обозначение марки нужно читать внимательно. «FeSi75» — это название марки с допустимым диапазоном по заказу, а конкретная партия характеризуется измеренным составом. Это не значит, что в каждой партии ровно 75,00% кремния. Сравнивая поставщиков, запрашивайте диапазон из контракта и измеренные значения из анализа партии и не смешивайте их.

Что происходит после выпуска?

Разливка и охлаждение

При выпуске печи жидкий ферросилиций поступает в ковши или изложницы и отливается в слитки или плиты. От способа разливки и охлаждения зависит, как сплав будет потом дробиться. Мы описываем типичную практику, потому что у разных заводов она отличается, и способ для вашего заказа нужно уточнять отдельно.

Дробление, рассев и упаковка

После охлаждения сплав дробят и рассеивают на нужную вам фракцию. При дроблении образуется мелочь, а рассев определяет, сколько недомера и перемера окажется в мешке. Обычно поставляют кусковой, гранулированный и порошкообразный материал, а диапазон кусков следует прописать в заказе. Упаковка защищает сплав от влаги и загрязнения при перевозке, а маркировка должна позволять отследить материал до партии.

Какие производственные факторы важны для покупателя?

Данные по печи покупателю нужны редко. Нужна ясная связь между каждым производственным этапом и документом, который вы можете прочитать. Если поставщик показывает анализ партии, диапазон фракции и сведения об упаковке, у вас уже есть большая часть информации, которую оставляет после себя производство.

Каждый этап оставляет то, что можно проверить. Таблица связывает этап с позицией, о которой стоит спросить.

Алюминий и кальций стоит рассмотреть отдельно: они попадают в сплав в основном с сырьём, а разные процессы чувствительны к ним по-разному. Если один из этих элементов важен для вашего процесса, укажите предел в заказе и не полагайтесь на название марки.

Почему важна стабильная работа печи

Печь, которая работает ровно, как правило, даёт более стабильный состав: одно и то же сырьё восстанавливается при близких электрических и тепловых условиях от выпуска к выпуску. Если печь «сбивается», например из-за изменения крупности сырья, влажности восстановителя или перерыва в подаче электроэнергии, это может проявиться позже как разброс между партиями. Снаружи печь не видно, поэтому практически о ней судят по анализам нескольких партий подряд, а не по одному сертификату.

Типичные неверные трактовки информации о производстве FeSi75

Большинство недоразумений связано с тремя моментами. Во-первых, общая статья о производстве или страница об оборудовании не говорит, как будет изготовлен именно ваш заказ. Во-вторых, описание типичного процесса не доказывает, что конкретный поставщик ему следует, поэтому запрашивайте документы по партии. В-третьих, более низкая цена за тонну может отражать другую шихту или более широкий диапазон примесей, поэтому сравнивайте предложения при одинаковых письменных ограничениях и одинаковой фракции, и только потом сравнивайте цену.

Что запросить перед заказом FeSi75?

Перед размещением заказа запросите следующее:

• Фактическую спецификацию поставки и сертификат анализа на партию, которую вы получите.
• Нужный вам диапазон фракции и протокол рассева, если для вас важна мелочь.
• Сведения об упаковке, маркировке и массе нетто.
• Если вы спрашиваете о производственных мощностях, документы, относящиеся именно к этой продукции, а не к заводу в целом.

В нашем руководстве по самой распространённой марке ферросилиция FeSi75 объясняется, что подтверждать в спецификации и как FeSi75 соотносится с FeSi72.

Более широкий обзор марок и фракций смотрите в нашем ассортименте ферросилиция.

Если нужен краткий обзор того, как делают ферросилиций, прочитайте откуда берётся ферросилиций и как его производят.

FeSi75: частые вопросы о производстве

Пришлите нам нужную марку, ограничения по составу, диапазон фракции и требования к упаковке, и мы сверим их с нашей информацией о поставках до размещения заказа. Вы также можете написать нам напрямую: [email protected].

Запросить проверку спецификации