Metòd pwodiksyon ferrosilicon yo sitou ki baze sou reyaksyon rediksyon wo-tanperati. Pwosesis prensipal la se rediksyon nan silica (SiO₂) ak fè nan yon gwo founo dife elektrik lè l sèvi avèk yon ajan diminye kabòn yo pwodwi yon alyaj ferrosilicon.
1. Preparasyon materyèl anvan tout koreksyon
Silica (Sio₂):
Kondisyon pou: kontni silica pi gran pase oswa egal a 97%, kontni ki pa gen anpil valè (egzanp, al₂o₃, CaO) asire Silisyòm pite.
Pre-tretman: kraze nan 5-50 mm patikil amelyore efikasite reyaksyon.
Sous fè:
Yo bouyon asye, anrejistreman fè, oswa fè minrè (egzanp, mayetit) souvan itilize.
Wòl nan fè: aji kòm yon konpayi asirans pou Silisyòm, diminye tanperati a reyaksyon, ak fòme yon alyaj.
Kabòn diminye ajan:
Coke (pi pito): segondè kontni kabòn fiks (pi gran pase oswa egal a 80%), kontni sann ki ba (mwens pase oswa egal a 10%).
Lòt moun: chabon, petwòl coke (pi chè, pou kondisyon espesyal).
Materyèl anvan tout koreksyon oksilyè:
Steel bouyon (kontwole pèmeyabilite ki nan lè nan fou a), lacho (flux, diminye viskozite a nan salop).
2. Main Ekipman - submerged gwo founo dife ak gwo founo dife ark)
Kalite gwo founo dife:
Louvri oswa fèmen gwo founo dife arc ak flux, ak kalite a fèmen yo te kalite prensipal la (zanmitay anviwònman an ak ak yon wo nivo nan itilize enèji tèmik).
Kapasite: anjeneral 10-50 MW, gwo kapasite gwo founo dife jiska 100, 000 tòn/ane.
Elektwòd:
Elektwòd pwòp tèt ou-kwit oswa elektwòd grafit jiska 1.5 mèt an dyamèt ki transmèt enèji elektrik gwo twou san fon nan chaj la gwo founo dife.
Design recho:
REFRACTORY materyèl pawa (egzanp brik kabòn, brik mayezi) rezistan a tanperati ki wo (1800-2000 degre).
3. Pwosesis pwodiksyon
(1) dòz ak loading
Melanje silica, fè, coke ak oksilyè matyè premyè nan yon rapò (egzanp silica: coke≈3: 1).
Kouch-pa-kouch loading: Coke nan pati anba a, yon melanj de silica ak yon sous fè nan tèt la, yo kenbe pèmeyabilite lè nan gwo fou a.
(2) reyaksyon rediksyon tanperati ki wo
Tanperati reyaksyon: 1600 ~ 2000 degre, enèji a apwovizyone pa ark elektrik ak chofaj rezistans.
Reyaksyon chimik prensipal yoyo:
Sio 2+2 C → Si +2 CO ↑ (Reyaksyon Debaz) FeO+C → Fe+CO ↑ (rediksyon nan sous la fè).
Reyaksyon negatif: Ti kantite entèmedyè tankou sik ak fesi₂ yo te fòme. Li nesesè pou kontwole tanperati gwo founo dife a pou anpeche twòp carbonatation.
(3) k ap fonn ak delaminasyon
Silisyòm redwi a ak fè fè yon alyaj fonn (dansite sou 5.2 g/cm³), ki lavabo anba nan gwo fou a.
Glas la (sitou ki gen ladan cao-sio₂-al₂o₃) flote nan tèt la epi li se egzeyate regilyèman.
(4) Vide ak Distribisyon
Ferrosilicon fonn antre nan louch la nan twou a priz.
Li se vide nan lengote oswa granules (se dlo quenching itilize yo jwenn granulaire ferrosilicon).
(5) Raffinage (si ou vle)
Oksijèn/argon netwayaj: Diminye enpurte tankou aliminyòm ak kalsyòm, ki kapab lakòz yon ba-aliminyòm ferrosilicon (egzanp, klas espesyal pou rediksyon nan metal mayezyòm).
Adisyon nan yon ajan salop-fòme: Pli lwen separasyon enpurte.
4. Konsomasyon enèji ak kondisyon pouvwa
Konsomasyon elektrisite:
Pou pwodwi 1 tòn ferrosilicon, 8, 000-9, 000 kWh nan elektrisite ki nesesè, ki se 60-70% nan depans sa yo total.
Sous enèji: Pifò nan yo yo sitiye nan zòn ki gen yon anpil nan pouvwa idwoelektrik (egzanp, Yunnan, Lachin, ak Nòvèj).
Enèji-ekonomize teknoloji:
Rekiperasyon chalè dechè (itilizasyon gaz echapman pou chofe matyè pre yo).
Fòmal elektrik ki fèmen yo diminye pèt chalè.
5. Mezi pwoteksyon anviwònman
Tretman gaz echapman:
Fèmen founo elektrik yo kolekte gaz CO (ki ka boule pou jenere elektrisite oswa itilize kòm yon materyèl chimik).
Filtè sak pran pousyè (ki gen ladan SiO₂ patikil, ki yo te itilize nan pwodiksyon an nan materyèl bilding).
Tretman dlo ize:
Granulaire ferrosilicon dlo ize bezwen yo dwe resikle yo anpeche polisyon Silisyòm poud.
Jete dechè solid:
Slag ka itilize pou konstriksyon wout oswa kòm yon aditif nan siman.
6. Pwosesis pwodiksyon espesyal
(1) Metòd dirèk (yon sèl-etap metòd)
Rediksyon similtane nan silica ak fè, apwopriye pou ba- ak medyòm-siliseu varyete (egzanp Fesi45).
Avantaj: pwosesis senp, pri ki ba; Dezavantaj: pòv kontwòl malpwòpte.
(2) metòd endirèk (metòd de etap)
Premyèman, se Silisyòm endistriyèl (SI pi gran pase oswa egal a 98%) pwodwi, Lè sa a, li se fonn ak fè yo pwodwi ferrosilicon wo-siliseuz (egzanp, FESI90).
Avantaj: pi wo pite; Dezavantaj: ogmante konsomasyon enèji.
7. Karakteristik pwodiksyon mond lan
Lachin:
Li konte pou plis pase 60% nan kapasite pwodiksyon nan mond lan, konsantre nan rejyon yo énergie nan Nòdwès la (Ningxia, Inner Mongolia) ak Sidwès la (Yunnan).
Nan dènye ane yo, ti founo ak demode (<25,000 kVA) have been decommissioned due to the impact of the "dual carbon" policy.
Nòvèj/Larisi:
Sèvi ak enèji pwòp (énergie/nikleyè) yo pwodwi segondè valè-te ajoute ferrosilicon (egzanp ba-aliminyòm Fesi75).
8. Defi teknolojik ak innovations
Ranplasman nan matyè premyè: Tantativ pou ranplase Coke ak chabon Biomass pou redwi emisyon kabòn yo.
Kontwòl entelijan:
Optimizasyon nan engredyan ak tanperati fou lè l sèvi avèk entèlijans atifisyèl amelyore efikasite enèji (egzanp 5-10% rediksyon nan konsomasyon enèji).
Tès metaliji idwojèn:
Etid sou posibilite pou yo sèvi ak idwojèn pou ranplasman pasyèl nan kabòn diminye ajan yo nan lòd yo reyalize amitye anviwònman nan pwodiksyon (toujou nan etap nan rechèch laboratwa).