Materiali grezzi
Le materie prime per la fusione del ferrosilicio includono silice, agenti riducenti carboniosi e materie prime di ferro.
Silice
Richiede SiO2> 97%, Al2O3< 1,0%,="">< 0,5%,="">< 0,03%.="" la="" silice="" non="" scoppia="" durante="" il="" riscaldamento="" e="" ha="" un'elevata="" temperatura="" di="" rammollimento.="" prima="" di="" fonderlo="" nel="" forno,="" deve="" essere="" lavato="" con="" acqua="" per="" rimuovere="" il="" terreno="" e="" i="" detriti="">
Agente riducente carbonioso
L'agente riducente carbonioso deve avere un elevato tenore di carbonio fisso, poche ceneri e sostanze volatili, un'elevata resistenza specifica, una grande porosità, una buona attività di reazione chimica, una buona stabilità termica ad alta temperatura e una certa resistenza meccanica. Gli agenti riducenti carboniosi comunemente usati includono coke metallurgico, coke di carbone gassoso, coke di petrolio, carbone bituminoso, carbone di distillazione a secco, ecc. L'uso di carbone bituminoso come parte dell'agente riducente può migliorare le operazioni di fusione e ridurre le fluttuazioni delle condizioni del forno. Attraverso la combinazione completa di più agenti riducenti, è possibile migliorare la resistenza di funzionamento del forno, la potenza elettrica in ingresso e l'efficienza elettrica. (Vedi metodo di riscaldamento elettrico a carbone)
Materie prime di ferro
Ci sono due materie prime di ferro comunemente usate: (1) Trucioli di acciaio. Si tratta di normali trucioli di acciaio al carbonio, la lunghezza della bobina non è superiore a 100 mm, il contenuto di ferro deve essere> 95%, e trucioli di acciaio legato, trucioli di metalli non ferrosi e trucioli di ghisa non possono essere mescolati. (2) Minerale di ferro. Il minerale di ferro utilizzato per la fusione del 75% di ferrosilicio di Si contiene Fe≥60%, CaO≤1.0%, SiO2≤10%, P≤0.1%, S≤0.01%, preferibilmente pellet concentrato di minerale di ferro o ossidazione di acciaio laminato Lamiera di ferro: silicato di ferro può essere utilizzato anche per fondere ferrosilicio con Si≤50%.
Reazione di fusione Quando si fonde il ferrosilicio, il biossido di silicio viene ridotto dal carbonio per formare prodotti intermedi monossido di silicio e carburo di silicio:
SiO2 {{1}} C = SiO+CO ↑
SiO2+3C = SiC+2CO ↑
Il monossido di silicio è allo stato gassoso ad alte temperature. Sale lentamente nello strato di materiale e interagisce con il carbonio nella carica per generare silicio o carburo di silicio:
SiO + C=Si + CO ↑
SiO {{1}} 2C = SiC+CO ↑
Il monossido di silicio subisce anche una reazione di sproporzione per produrre silicio e biossido di silicio:
2SiO=Si + SiO2
Ad alte temperature, il carburo di silicio reagisce con il biossido di silicio o il monossido di silicio per formare il silicio:
2SiC {{1}} SiO2 = 3Si+2CO ↑
Oppure SiC + SiO=2Si + CO ↑
Il carburo di silicio prodotto, quando è presente il ferro, può reagire con il ferro a una temperatura inferiore per formare siliciuro di ferro:
SiC + Fe=FeSi + C
Anche il silicio prodotto dalla reazione viene sciolto nel ferro.
