フェロシリコンはどのように作られるか: 製錬と 5 つの精製ルート
ご伝言
簡単な答え: 電気炉内で炭素が石英を還元する
フェロシリコンは、ほとんどの人がフェロと呼んでいる合金で、炭素熱還元によって作られます。石英、炭素還元剤、および鉄源がサブマージアーク炉に装入され、電極が装入物に熱を直接伝え、シリカは溶融鉄に溶解するシリコンに還元されます。液体合金は炉から取り出され、層に鋳造され、冷却されて粉砕されます。現代のプラントで行われることはすべて精製です。つまり、原材料と一緒に入った、または炉で拾われたアルミニウム、炭素、カルシウムを除去することです。
原料と仕込み設計
シリカ源- 石英または珪岩。二酸化ケイ素の含有量が高く、アルミナ、石灰、酸化鉄のレベルが低く、制御されたサイズにふるいにかけられます。
炭素還元剤- 冶金コークス、石油コークス、木炭または木材チップ。反応性、灰分、電気抵抗率を考慮して選択されます。
鉄源- のミルスケール、鉄スクラップ、またはケイ素鋼板の端材。これらは鉄秤の一部にもなります。
電極ペーストとフラックス- は、炭素の収集とスラグの挙動に影響を与える消耗品です。
料金設計はバランスです。反応性の高い還元剤は還元を改善し、比エネルギーを低下させますが、微細物質が多すぎるとガスの流れが詰まり、ダストの損失が増加します。不純物管理はここから始まります。完成した合金のアルミニウムとカルシウムの含有量は、石英のアルミナと石灰の含有量、およびコークスの灰によって主に決まります。
精錬、出湯、鋳造
炉は連続的に動作し、電極の周囲に電荷が追加され、安定した作業負荷を保持するように電極の位置が調整されます。タップは出銑穴を通して一定間隔で行われます。合金は浅い層に鋳造されて冷却され、その後砕かれて篩い分けされて市販の塊になるか、粉末に粉砕されます。炉の状態、電極の深さ、電荷の浸透性、タッピングのリズムは、シリコンの回収と残留アルミニウムと炭素のレベルを決定する実際的な変数です。
よりクリーンなフェロシリコンを実現する 5 つの精製ルート
標準的な熱では十分にクリーンではない場合、中国の生産者は確立された 5 つのルートを使用します。それぞれのコストは、除去する不純物と引き換えになります。
| ルート | 対象となるもの | 実用上の限界 |
|---|---|---|
| 厳選された炉装入材料 | 高純度フェロシリコン-石英、石油コークス、木炭、清浄な鋼板からの不純物入力が少ない | 原料の品質は変動するため、不純物の削減には限界があります。収量の低下、炉の状態の悪化、出銑口の操作の困難、エネルギーとコストの増加 |
| 炉外に塩素が噴出 | カルシウムとアルミニウムを効果的に除去します。低炭素材料にも使用される- | 大量の排ガス、頻繁な漏れとグラファイトランスの破損、環境負荷、オペレーターへのリスク、機器の腐食 |
| 炉外への酸素吹き出し | カルシウム、アルミニウム、炭素を除去する取鍋精錬 | バスの激しい動きや飛び散りは、急激な温度低下、激しいスカルリング、および 12% ～ 20% の鉄損を引き起こします。グラファイトランスが破損して精製が中断されるため、収率が低下します |
| ホットスラグ洗浄 | 低炭素フェロシリコン- | 厳密な温度制御が必要であり、プロセスステップが追加される |
| 還元剤の選択 | ブルーカーボン、ガス石炭コークスなどの材料を使用した低{0}}アルミニウムおよび低-炭素フェロシリコン | 原材料の組成はさまざまであるため、アルミニウムは通常約 1.6%、最高でも 1.2% に低下し、炭素は約 0.2% になります。グレード範囲の一部のみが生産可能 |
購入者にとっての実際的な結論は、低{0}}アルミニウムおよび低-フェロシリコンは純粋に自然な結果ではなく精製の成果であり、そのコストは収量損失、エネルギー消費、材料の選択から発生するということです。そのため、ヘッドのグレードには標準の素材よりも明らかなプレミアムが付いています。
受け取るグレードを決定するもの
3 つの入力により、完成した仕様が決まります。 1 つ目は、不純物管理の上限を設定する石英と還元剤の品質です。 2つ目は、アルミニウムとカーボンをどこまで下げることができるかを決定する精製ルートです。 3 つ目は破砕および選別ラインで、塊状、粉末、または芯入りワイヤのグレードのサイズ分布を調整します。- 3 つすべてを管理するサプライヤーは、狭いシリコン バンドと、加熱後も一貫したアルミニウムの数値を保持できます。これは、鉄鋼工場にとって、単一のヘッドラインの数値よりも重要です。
よくある質問
Q: フェロシリコンはどのように作られるのかを一言で言うと?
石英は浸漬アーク炉内で炭素によって還元され、シリコンは溶鉄に溶解します。タップ加工された合金は鋳造され、粉砕され、必要に応じて精製されて、アルミニウム、炭素、カルシウムが低減されます。
Q: どのような原料が炉に入れられますか?
装入物は、石英または珪岩、コークス、石油コークス、木炭または木材チップなどの炭素還元剤、ミルスケールまたは鉄スクラップなどの鉄源、および少量のフラックスおよび電極材料です。
Q: 低アルミニウム フェロシリコンはどのように製造されるのですか?{0}
低アルミナ装入材料と還元剤を選択するか、酸素や塩素の吹き込みなどの外部精製によって行います。{0}アルミニウムは通常、還元剤の選択により約 1.6%、よくても約 1.2% まで還元され、炭素は 0.2% 近くになります。
Q: 炉の外に酸素を吹き込むのはなぜ高価なのでしょうか?
浴槽の飛沫や激しい動きは、急速な温度低下と重い頭蓋骨の蓄積を引き起こし、12%～20% の鉄の損失が報告されています。-グラファイトランスも破損して精製シーケンスが停止し、収率がさらに低下します。
Q: 塩素精製には欠点はありますか?
はい。カルシウムとアルミニウムを効果的に除去しますが、大量の排ガスが発生し、漏れやグラファイト チューブの頻繁な破損を引き起こし、環境、健康、機器の腐食の問題を引き起こします。-
Q: 精製は価格にどのように影響しますか?
精製の各段階で収率が犠牲になったり、エネルギーや消耗品が追加されるため、低{0}}アルミニウムおよび低-グレードのコストは、同じシリコン含有量の標準的なフェロシリコンよりも著しく高くなります。
