Proses Pengilangan Ferrosilicon: Bahan Mentah, Teknologi Relau dan Langkah Pengeluaran

1. Apakah Ferrosilicon?

Ferrosilikon (FeSi) ialah aloi silikon-besi yang dihasilkan dengan mengurangkan silika (SiO₂) dengan bahan karbon dalam relau elektrik. Ia adalah salah satu ferroalloy yang paling penting yang digunakan dalam industri keluli.

Kandungan silikon ferrosilikon biasanya berkisar dari15% hingga 90%, dengan gred komersial biasa termasuk:

FeSi45

FeSi65

FeSi72

FeSi75

FeSi90

Ferrosilicon digunakan terutamanya sebagai:

Penyahoksida dalam pembuatan keluli

Bahan tambahan pengaloi silikon

Bahan mentah untuk menghasilkan aloi magnesium

Inokulan dalam tuangan besi

Rantaian pengeluaran asas ialah:

Kuarzit → Pengurangan Silikon → Besi-Aloi Silikon → Produk Ferrosilikon

---

2. Bahan Mentah untuk Pengeluaran Ferrosilicon

Pengeluaran ferosilikon memerlukan bahan mentah yang dipilih dengan teliti untuk mengawal pemulihan silikon, penggunaan tenaga dan kualiti aloi.

2.1 Kuarzit (Sumber Silikon)

Kuarzit ialah sumber utama silikon dioksida (SiO₂).

Keperluan:

Kandungan SiO₂ yang tinggi

Tahap kekotoran yang rendah

Saiz zarah yang sesuai

Kestabilan haba yang baik

Semasa pengeluaran, silika dikurangkan kepada silikon melalui pengurangan karboterma.

---

2.2 Bahan Karbon (Agen Pengurang)

Bahan karbon memberikan kuasa pengurangan yang diperlukan untuk mengeluarkan oksigen daripada silika.

Sumber karbon biasa:

Kokas metalurgi

Kokas petroleum

arang batu

arang

Faktor kualiti penting:

Kandungan karbon tetap

Kandungan abu

Kandungan sulfur

Kereaktifan

Bahan karbon abu-rendah membantu meningkatkan kualiti ferrosilikon.

---

2.3 Sumber Besi

Besi ditambah untuk bergabung dengan silikon dan membentuk aloi Fe-Si.

Sumber besi biasa:

Sekerap keluli

kerepek besi

Bijih besi

Skala kilang

Jumlah besi menentukan gred silikon akhir.

---

3. Proses Pengilangan Ferrosilicon

Ferrosilikon moden terutamanya dihasilkan menggunakan arelau arka terendam (SAF).

Proses lengkap termasuk:

Penyediaan bahan mentah

Pengecasan relau

Pengurangan karbotermik

Pembentukan aloi

Mengetik dan menghantar

Menghancurkan dan menyaring

---

4. Penyediaan Bahan Mentah

Sebelum memasuki relau:

Kuarzit dihancurkan dan disaring

Coke disediakan mengikut keperluan karbon

Bahan besi dibersihkan dan bersaiz

Bahan-bahan dicampur mengikut gred aloi sasaran.

Contohnya:

MenghasilkanFeSi75memerlukan nisbah silika yang lebih tinggi berbanding dengan gred silikon yang lebih rendah.

Nisbah campuran mempengaruhi:

Pemulihan silikon

Penggunaan karbon

Kecekapan relau

Komposisi kimia akhir

---

5. Pengeluaran Relau Arka Tenggelam

5.1 Pengecasan Relau

Campuran yang disediakan terus dicas ke dalam relau arka yang terendam.

Relau mengandungi:

Elektrod grafit

Badan relau berlapis{0}}karbon

Lajur cas bahan mentah

Elektrod dibenamkan di dalam cas, mewujudkan pemanasan rintangan.

---

5.2 Tindak balas Pengurangan Karbotermik

Tindak balas kimia utama ialah:

SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑

Pada suhu tinggi:

Karbon mengeluarkan oksigen daripada silika

Silikon dihasilkan

Silikon larut menjadi besi cair

Aloi ferosilikon terbentuk

Zon tindak balas relau biasanya beroperasi di atas:

1800 darjah

dengan suhu yang lebih tinggi di sekitar kawasan arka elektrod.

---

6. Pembentukan Aloi Ferrosilicon

Silikon yang dihasilkan bertindak balas dengan besi:

Fe + Si → Fe-Alloy Si

Dengan mengawal:

Jumlah silikon oksida

Nisbah karbon

Penambahan besi

Suhu relau

pengilang menghasilkan gred yang berbeza:

FeSi45

FeSi65

FeSi72

FeSi75

FeSi90

---

7. Mengetik dan Menghantar

Selepas pembentukan aloi yang mencukupi:

Ferrosilikon cair diketuk dari relau

Ia mengalir ke dalam acuan tuangan

Aloi menyejuk dan memejal

Blok disediakan untuk diproses

Proses penyejukan menjejaskan:

Struktur

Menghancurkan prestasi

Saiz produk

---

8. Menghancurkan dan Menyaring

Selepas pemejalan:

Blok ferrosilikon diproses menjadi saiz yang diperlukan.

Bentuk biasa:

Borang Produk	Penggunaan Biasa
10–50 mm ketulan	Penambahan pembuatan keluli
Butiran 0–3 mm	Aplikasi faundri
serbuk	Aplikasi aloi khas

Pemilihan saiz zarah bergantung kepada:

Jenis relau

Kaedah penambahan

Keperluan pembubaran

---

9. Teknologi Pengeluaran Ferrosilicon Utama

9.1 Relau Arka Terendam (SAF)

Kaedah perindustrian yang dominan.

Kelebihan:

Kapasiti pengeluaran yang besar

Kecekapan haba yang tinggi

Komposisi aloi yang stabil

Sesuai untuk pengeluaran FeSi72/75

---

9.2 Relau Arka Elektrik (EAF)

Menggunakan pemanasan arka elektrik.

Aplikasi:

Unit pengeluaran yang lebih kecil

Pengeluaran aloi khas

---

9.3 Kaedah Relau Letupan

Dari segi sejarah digunakan untuk beberapa ferroaloi.

Walau bagaimanapun, ia jarang digunakan untuk pengeluaran ferrosilicon moden kerana:

Kecekapan yang lebih rendah

Cabaran kawalan kekotoran yang lebih tinggi

Fleksibiliti gred terhad

---

10. Pengeluaran Gred Ferrosilicon Biasa

Gred	Kandungan Silikon	Aplikasi Biasa
FeSi45	40–47% Si	Faundri dan pengaloian am
FeSi65	63–68% Si	Penyahoksidaan keluli
FeSi72	70–75% Si	Pengeluaran keluli am
FeSi75	72–80% Si	Pembuatan keluli-berkualiti tinggi
FeSi90	Lebih besar daripada atau sama dengan 87% Si	Aplikasi khusus

---

11. Kawalan Kualiti Semasa Pengeluaran

Kualiti ferosilikon bergantung kepada kedua-dua komposisi kimia dan sifat fizikal.

Ujian Kimia

Parameter utama:

unsur	Kepentingan
Silikon (Si)	Menentukan gred
Aluminium (Al)	Mengawal kebersihan keluli
Kalsium (Ca)	Mempengaruhi tingkah laku inklusi
Karbon (C)	Memberi kesan kepada kualiti aloi
Fosforus (P)	Mesti dikawal
Sulfur (S)	Mesti dikawal

---

Pemeriksaan Fizikal

Termasuk:

Pengagihan saiz zarah

Penampilan

Ketumpatan pukal

Keadaan pembungkusan

Produk hendaklah disahkan mengikut piawaian seperti:

GB/T 2272

dan spesifikasi pelanggan.

---

12. Tenaga dan Kawalan Alam Sekitar

Pengeluaran ferrosilikon ialah proses-intensif tenaga.

Tumbuhan moden meningkatkan kecekapan melalui:

Pemulihan Gas Relau

Relau menghasilkan gas kaya-CO, yang boleh dikumpulkan dan digunakan semula.

Faedah:

Pemulihan tenaga

Pengurangan pelepasan

Kecekapan yang dipertingkatkan

Kawalan Habuk

Penggunaan kemudahan pengeluaran:

Penapis Baghouse

Sistem pengumpulan habuk

Sistem pengecasan tertutup

untuk mengawal pelepasan zarah.

---

13. Ferrosilicon VS Silicon Metal

Perbandingan	Ferosilikon	Logam Silikon
Komposisi utama	Besi + Silikon	Silikon-ketulenan tinggi
kandungan silikon	15–90%	Biasanya Lebih besar daripada atau sama dengan 97%
Kandungan besi	Hadir	Sangat rendah
Aplikasi utama	Pembuatan keluli	Aluminium, silikon, solar
Pengeluaran bahan mentah	Kuarza + kok + besi	Kuarza + kok

Panduan Pemilihan:

Kilang keluli biasanya memilihferosilikonuntuk penyahoksidaan dan pengaloian.

Industri kimia dan fotovoltaik biasanya memerlukanlogam silikon.

---

14. Aplikasi Ferrosilicon

Industri Keluli

Fungsi utama:

Penyingkiran oksigen

Pengaloian silikon

Meningkatkan kekuatan keluli

Aplikasi:

Keluli struktur

Keluli tahan karat

Keluli alat

Keluli{0}}tinggi

---

Industri Faundri

Ferrosilicon digunakan sebagai inokulan untuk besi tuang.

Faedah:

Pembentukan grafit yang lebih baik

Kualiti tuangan yang lebih baik

Kecacatan berkurangan

---

Pengeluaran Magnesium

FeSi digunakan dalam proses Pidgeon untuk menghasilkan aloi magnesium.

---

15. Pembungkusan dan Penyimpanan

Pembungkusan eksport biasa:

Pembungkusan	Permohonan
1 MT beg jumbo	Penghantaran pukal
Gendang keluli	Keperluan khas
Beg tersuai	Keperluan pelanggan

Storan:

Keringkan

Elakkan pencemaran

Lindungi daripada kelembapan berlebihan

---

16. Panduan Membeli Ferrosilicon

Sebelum membeli ferrosilicon, pembeli harus mengesahkan:

Spesifikasi Produk

Nyatakan:

Gred (FeSi75, FeSi72, dsb.)

kandungan silikon

Had kekotoran

Saiz zarah

Pembungkusan

Dokumen Pembekal

Permintaan:

Sijil Analisis (COA)

Sijil Ujian Kilang

Laporan pemeriksaan

SDS

Pembekal yang boleh dipercayai harus menyediakan komposisi kimia yang konsisten dan keupayaan penghantaran yang stabil.

---

17. Soalan Lazim

Bagaimanakah ferrosilicon dibuat?

Ferosilikon dihasilkan dengan mengurangkan kuarzit (SiO₂) dengan bahan karbon dalam relau arka terendam, kemudian menggabungkan silikon dengan besi.

Apakah bahan mentah yang digunakan untuk pengeluaran FeSi?

Bahan mentah utama ialah kuarzit, kok dan sumber besi seperti sekerap keluli.

Apakah perbezaan antara FeSi72 dan FeSi75?

Perbezaan utama ialah kandungan silikon. FeSi75 mengandungi tahap silikon yang lebih tinggi dan biasanya digunakan di mana kecekapan aloi yang lebih tinggi diperlukan.

Adakah ferrosilikon sama dengan logam silikon?

Tidak. Ferrosilikon mengandungi besi dan silikon, manakala logam silikon ialah-produk silikon ketulenan lebih tinggi yang digunakan terutamanya dalam industri kimia, aluminium dan suria.

Apakah relau yang digunakan untuk pengeluaran ferrosilicon?

Kebanyakan ferrosilicon komersial dihasilkan dalam relau arka terendam kerana kecekapan tinggi dan kapasiti pengeluarannya.