Sắt silic 75được tạo ra bằng cách giảm-nhiệt độ cao trong lò hồ quang chìm. Quy trình cốt lõi liên quan đến việc khử SiO₂ trong cát thạch anh bằng than cốc và thép phế liệu ở nhiệt độ 1700-2000 độ để tạo ra hợp kim ferrosilicon:
Phản ứng chính:SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑ (ΔG < 0 ở nhiệt độ cao, phản ứng tự phát);
Phản ứng phụ:SiO₂ + 3C → SiC + 2CO↑ (nhiệt độ lò và tỷ lệ nguyên liệu thô phải được kiểm soát chặt chẽ để tránh hình thành pha SiC cứng và giòn).
Quy trình sản xuất: Nguyên liệu thô - Luyện kim - Tinh chế - Thành phẩm
(1) Chuẩn bị nguyên liệu thô và cân đối chính xác
Chất lượng nguyên liệu thô là nền tảng cho hiệu suất của FeSi75. Nguyên liệu và yêu cầu cơ bản như sau:
| Loại nguyên liệu | Yêu cầu thành phần cốt lõi | Yêu cầu về kích thước | Chức năng |
| Cát thạch anh | SiO₂ Lớn hơn hoặc bằng 99,0%, Al₂O₃ Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5%, Fe₂O₃ Nhỏ hơn hoặc bằng 0,3% | 50-150mm | Nguồn silic |
| Cocacola | Carbon cố định Lớn hơn hoặc bằng 85%, tro Nhỏ hơn hoặc bằng 10%, chất dễ bay hơi Nhỏ hơn hoặc bằng 8% | 20-80mm | Chất khử, nguồn nhiệt |
| Thép phế liệu | Fe Lớn hơn hoặc bằng 98%, tạp chất (Cu, Zn) Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5% | 50-200mm | Nguồn sắt, thành phần hợp kim được điều chỉnh |
(2) Luyện lò hồ quang chìm: Giảm nhiệt độ-cao và kiểm soát năng lượng
Lò hồ quang chìm là thiết bị cốt lõi để sản xuất Ferro Silicon 75%. Các thông số chính của quá trình như sau:
Lựa chọn loại lò:
Nói chung, người ta sử dụng lò hồ quang chìm khép kín hoặc bán kín có công suất 12500kVA trở lên. Lò nung kín có thể giảm thất thoát nhiệt và mức tiêu thụ điện năng trên mỗi tấn sản phẩm giảm 10% -15%;
Kiểm soát nhiệt độ lò:
Nhiệt độ vùng phản ứng bên trong lò được duy trì ở mức 1800-2000 độ. Kiểm soát nhiệt độ chính xác đạt được bằng cách điều chỉnh độ sâu chèn điện cực (1,2-1,5m) và công suất máy biến áp (80% -90% toàn tải);
Chu trình khai thác sắt:
Sắt được gõ 8-12 giờ một lần, khối lượng gõ 5-8 tấn mỗi lần. Tốc độ dòng chảy (0,5-1,0 tấn/tấn) cần được kiểm soát trong quá trình khai thác.
(3) Tinh chỉnh và điều chỉnh thành phần Sau khi khai thác,
sắt nóng chảy cần được tinh chế để đảm bảo thành phần đạt tiêu chuẩn:
Khử lưu huỳnh:
Khi nhiệt độ sắt nóng chảy là 1400-1500 độ, thêm vôi (CaO Lớn hơn hoặc bằng 90%) hoặc canxi cacbua (CaC₂ Lớn hơn hoặc bằng 80%). Tỷ lệ khử lưu huỳnh có thể đạt 60% -70%, giảm hàm lượng S từ 0,08% xuống dưới 0,03%;
Điều chỉnh nội dung silicon:
Nếu hàm lượng silicon quá thấp (<72%), silica (SiO₂≥98%) and coke can be added for secondary reduction in the molten iron ladle, with a silicon recovery rate of about 70%;
Loại bỏ tạp chất:
Thông qua quá trình hình thành xỉ (hệ thống xỉ CaO-SiO₂-Al₂O₃), các tạp chất như Al và Ca được hấp phụ, làm giảm hàm lượng Al từ 1,0% xuống dưới 0,5% (cần thiết cho loại FeSi75-Al0,5).
(4) Đúc và gia công thành phẩm
Đúc:
Sắt nóng chảy được đổ vào khuôn (khuôn gang hoặc thép) và để nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng tạo thành khối ferrosilicon;
Nghiền và sàng lọc:
Các khối ferrosilicon được nghiền thành cỡ hạt 5-100mm và được phân loại bằng máy sàng rung để loại bỏ bột và các hạt quá khổ;
Kiểm tra chất lượng:
Máy quang phổ được sử dụng để phát hiện thành phần Si, Fe, Al, S và P, đảm bảo Si 72%-80%, Al Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5%, S Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05% và P Nhỏ hơn hoặc bằng 0,04% (đáp ứng các yêu cầu của GB/T 2272-2017 FeSi75-Al0,5).
Những điểm chính của tối ưu hóa quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng
(1) Công nghệ tiết kiệm và giảm tiêu thụ năng lượng
Áp dụng “hệ thống thu hồi nhiệt thải” để thu hồi nhiệt thải từ khí thải của lò hồ quang chìm (nhiệt độ 800-1000 độ) để nung sơ bộ nguyên liệu thô hoặc phát điện, giảm điện năng tiêu thụ trên mỗi tấn sản phẩm từ 8500kWh xuống 7500kWh;
Tối ưu hóa công thức dán điện cực nhằm giảm tiêu hao điện cực, giảm tiêu hao điện cực trên mỗi tấn sản phẩm từ 25kg xuống dưới 20kg.
(2) Xử lý các bất thường về chất lượng
If the Si content is too high (>80%), tỷ lệ thép phế có thể tăng lên ở mẻ trộn tiếp theo (thép phế liệu tăng 0,5% thì hàm lượng Si giảm khoảng 1%);
Nếu hàm lượng Al vượt quá tiêu chuẩn, cần phải thay thế cát thạch anh có độ tinh khiết-cao (Al₂O₃ Nhỏ hơn hoặc bằng 0,3%) và độ bazơ của xỉ (CaO/SiO₂=1.2-1.5) cần được điều chỉnh để nâng cao khả năng hấp phụ xỉ.
(3) Bảo vệ môi trường và kiểm soát an toàn
Một quy trình loại bỏ bụi khô kết hợp và khử lưu huỳnh ướt được áp dụng, làm giảm nồng độ bụi trong khí thải từ 500 mg/m³ xuống dưới 10 mg/m³ và nồng độ phát thải SO₂ xuống<50 mg/m³, meeting environmental protection requirements.
Phải đeo-găng tay và kính bảo hộ chịu nhiệt độ cao trong quá trình vận hành lò. Phải duy trì khoảng cách an toàn khi chạm vào sắt nóng chảy để tránh bị bỏng do sắt nóng chảy bắn tung tóe.
Xu hướng ngành về quy trình sản xuất FeSi 75%
-Quy mô lớn hơn và sản xuất thông minh:Các dự án mới ngày càng áp dụng lò hồ quang chìm từ 30.000 kVA trở lên, được trang bị hệ thống điều khiển DCS để đạt được khả năng điều khiển hoàn toàn tự động về nhiệt độ lò, điện cực và taro, tăng hiệu quả sản xuất lên 20%-30%;
Xanh và thấp{0}}Chuyển đổi carbon:Khám phá quy trình "điện xanh + than cốc xanh", sử dụng điện năng lượng tái tạo và than cốc sinh khối để giảm hơn 50% lượng khí thải carbon trên mỗi tấn sản phẩm, phù hợp với xu hướng toàn cầu hướng tới trung hòa carbon;
Phát triển cao cấp-:Đang phát triển,-lưu huỳnh thấp-nhôm Ferro Silicon 75 thấp(Al Nhỏ hơn hoặc bằng 0,3%, S Nhỏ hơn hoặc bằng 0,03%) để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của-thép cao cấp và đúc chính xác, tăng giá trị sản phẩm lên 15%-20%.
