Opmerkingen over grondstoffen voor het smelten van ferrosilicium 75

Ferrosilicium 75 wordt geproduceerd door silica te reduceren met koolstof in een ondergedompelde boogoven. De gebruikte materialen moeten het vereiste silicium, koolstof en ijzer leveren, terwijl ongewenste onzuiverheden binnen de uiteindelijke productspecificatie blijven.

Deze drie materialen moeten worden geëvalueerd als één gecoördineerde ovenlading. Het veranderen van de silicabron kan bijvoorbeeld de benodigde hoeveelheid koolstof veranderen, terwijl het veranderen van het ijzerhoudende materiaal de hoeveelheid zuurstof en onzuiverheden die de oven binnenkomt kan veranderen.

Silica is de belangrijkste siliciumhoudende grondstof bij de productie van FeSi75. Tijdens het smelten reageert siliciumdioxide bij hoge temperaturen met koolstof, waardoor siliciumhoudend materiaal en koolmonoxide ontstaat.

De totale reductiereactie kan worden weergegeven als:

De kwaliteit van kwarts beïnvloedt de hoeveelheid nuttig silicium die de oven binnenkomt en de hoeveelheid onzuiverheden die in de slak en de legering worden overgebracht.

1.1 SiO₂-gehalte en chemische zuiverheid

Kwarts met een hoog silicagehalte heeft de voorkeur omdat het meer siliciumhoudend materiaal per ladingseenheid levert. De werkelijke SiO₂-behoefte moet worden vastgesteld op basis van het ovenproces en de beoogde FeSi75-productspecificatie.

Naast SiO₂ moeten fabrikanten de volgende onzuiverheden monitoren:

• Al₂O₃:Draagt ​​bij aan het aluminiumoxidegehalte van de slak en kan de slakeigenschappen en het aluminiumgehalte van de legering beïnvloeden.
• Fe₂O₃:Introduceert extra ijzeroxide in de lading, wat de koolstofbalans tijdens de reductie kan beïnvloeden.
• CaO en MgO:Beïnvloed de samenstelling van de slak en de smelteigenschappen ervan.
• Fosfor en zwavel:Er moet worden gecontroleerd waar ze kunnen bijdragen aan de uiteindelijke onzuiverheidsniveaus van de legering.

Kwarts moet ook vrij zijn van overtollige grond, klei, verweerde steen en andere zichtbare vreemde materialen. Deze verontreinigingen kunnen de variatie in de chemische samenstelling van de ovenlading vergroten.

1.2 Kwartsdeeltjesgrootte

De deeltjesgrootte beïnvloedt hoe silica in de lading wordt verdeeld en hoe gas door de ovenbelasting beweegt.

• Te groot kwarts:Kan een ongelijkmatige ladingsverdeling en verschillende reactieomstandigheden tussen deeltjes veroorzaken.
• Te hoge boetes:Kan de stofontwikkeling verhogen en de ladingsdoorlaatbaarheid beïnvloeden.
• Consistente maatvoering:Helpt bij het behouden van een meer voorspelbare lastenstructuur en voedingsgedrag.

De vereiste kwartsgrootte moet overeenkomen met de ovencapaciteit, de opstelling van de elektroden en het laadsysteem. Het deeltjesgroottebereik moet daarom met het productieteam worden overeengekomen in plaats van één vaste grootte voor alle ovens toe te passen.

1.3 Vocht en fysieke kracht

Kwarts moet vóór het batchen op vocht worden gecontroleerd. Overmatig water dat de oven binnendringt, kan de energie die nodig is voor verwarming en verdamping verhogen en het thermische evenwicht verstoren.

Fysieke kracht is een andere overweging. Kwarts dat tijdens het hanteren overmatig afbreekt, kan fijne deeltjes genereren en de deeltjesgrootteverdeling tussen de binnenkomende inspectie en het daadwerkelijke vullen van de oven veranderen.

Koolstofreductiemiddelen leveren de koolstof die nodig is om silica tot silicium te reduceren. Metallurgische cokes is een gebruikelijke koolstofbron, terwijl andere geschikte koolstofhoudende materialen kunnen worden gebruikt afhankelijk van het ovenontwerp en de gevestigde bedrijfspraktijk.

Het koolstofmateriaal wordt niet alleen geselecteerd op basis van het vaste koolstofgehalte ervan. As, vluchtige stoffen, vocht, zwavel, fosfor, deeltjesgrootte en fysieke sterkte hebben allemaal invloed op de geschiktheid ervan.

2.1 Vast koolstofgehalte

Vaste koolstof is de belangrijkste parameter die wordt gebruikt om de koolstofbijdrage van een reductiemiddel te berekenen. Een hoger vast koolstofgehalte betekent doorgaans dat er minder materiaal nodig is om dezelfde theoretische hoeveelheid koolstof te leveren, ervan uitgaande dat andere omstandigheden vergelijkbaar blijven.

De totale silicareductiereactie vereist ongeveer 0,40 kg vaste koolstof voor elke kilogram zuiver SiO₂ onder theoretische stoichiometrische omstandigheden.

Deze waarde is echter niet het werkelijke verbruik van ovencokes. Industriële ovens verbruiken ook koolstof door de reductie van andere oxiden, elektrodegerelateerde reacties en koolstofverliezen. De praktische koolstofbehoefte moet daarom worden berekend met gebruikmaking van de volledige ladingssamenstelling en feitelijke bedrijfsgegevens van de oven.

2.2 Asgehalte

As is het anorganische residu dat achterblijft nadat het koolstofmateriaal is verbrand of geanalyseerd onder de relevante testomstandigheden. De samenstelling kan silica, aluminiumoxide, calciumhoudende en andere minerale componenten omvatten.

Overmatige as verhoogt de hoeveelheid niet-koolstofmateriaal dat de oven binnendringt. Afhankelijk van de samenstelling kan het het slakvolume en de chemie veranderen en de hoeveelheid koolstof beïnvloeden die nodig is voor de totale lading.

Om deze reden moeten kopers en productieteams het asgehalte beoordelen samen met de chemische samenstelling ervan, in plaats van alleen naar het totale percentage te kijken.

2.3 Vluchtige stoffen en vocht

Vluchtige stoffen komen vrij wanneer koolstofreductanten onder gespecificeerde testomstandigheden worden verwarmd. Verschillende koolstofmaterialen hebben een verschillend gehalte aan vluchtige stoffen en een verschillend thermisch gedrag.

Vocht moet ook onder controle worden gehouden, omdat water dat de oven binnenkomt tijdens de verdamping warmte verbruikt. Een verandering in het vochtgehalte kan het effectieve koolstofgehalte dat door elke batch wordt geleverd, veranderen en variatie in de berekening van de toeslag introduceren.

2.4 Zwavel en fosfor

Zwavel en fosfor in koolstofreductanten kunnen bijdragen aan de onzuiverheidsbelasting van de uiteindelijke legering. Hun belang hangt af van de uiteindelijke chemische specificatie van FeSi75 en de bijdrage van andere ladingsmaterialen.

Bij het wisselen van cokesleverancier of grondstoffenbron moeten fabrikanten de volledige chemische analyse vergelijken in plaats van alleen te vertrouwen op het vaste koolstofpercentage.

2.5 Deeltjesgrootte en mechanische sterkte

De deeltjesgrootte van koolstof beïnvloedt de ladingsverdeling, de gasdoorlaatbaarheid en de elektrische kenmerken van de ovenbelasting.

Overmatige fijne deeltjes kunnen de stofverliezen vergroten en de verdeling van koolstof in de lading verstoren. Te grote deeltjes kunnen zich anders gedragen tijdens verwarming en reductie. De juiste deeltjesgrootteverdeling moet worden vastgesteld op basis van ovenspecifieke operationele ervaring.

Wanneer de cokesbron verandert, moet de batchberekening worden herzien, zelfs als het nominale vaste koolstofgehalte vergelijkbaar lijkt. Verschillen in as, vocht, vluchtige stoffen en deeltjesgrootte kunnen het daadwerkelijke gedrag van de oven veranderen.

Voor meer informatie over het aanpassen van het verbruik van reductiemiddelen tijdens de productie, zieAanpassing van de cokestoevoeging bij het smelten van ferrosilicium: vijf controleregels.

IJzerhoudende materialen leveren de ijzercomponent van Ferrosilicium 75. Staalschroot wordt vaak gebruikt als ijzerbron, hoewel de exacte materiaalkeuze afhangt van het productieproces en de vereiste uiteindelijke legeringssamenstelling.

In tegenstelling tot kwarts- en koolstofreductanten, die voornamelijk de silicium- en koolstoftoevoer bepalen, introduceren ijzerhoudende materialen ook resterende legeringselementen en oxiden waarmee rekening moet worden gehouden tijdens de voorbereiding van de lading.

3.1 IJzergehalte en chemische samenstelling

De ijzerbron moet een bekende en redelijk consistente chemische samenstelling hebben. Veranderingen in de hoeveelheid ijzer en restelementen kunnen de uiteindelijke legeringsanalyse beïnvloeden.

Voordat staalschroot wordt gebruikt, moeten fabrikanten het volgende evalueren:

• Ijzergehalte:Bepaalt de hoeveelheid nuttig ijzer die in de lading terechtkomt.
• Koolstofgehalte:Moet indien relevant worden opgenomen in de algehele koolstofbalans.
• Resterende legeringselementen:Chroom, nikkel, mangaan en andere elementen moeten worden gecontroleerd volgens de productspecificatie.
• Oxidegehalte:Overmatige roest en kalkaanslag verhogen de hoeveelheid zuurstofhoudend materiaal dat de oven binnendringt.
• Buitenlandse materialen:Niet-metaalhoudende verontreinigingen moeten vóór het opladen worden verwijderd.

3.2 Grootte van het schroot en fysieke conditie

Staalschroot moet worden voorbereid in formaten die compatibel zijn met het laadsysteem. Grote onregelmatige stukken kunnen een ongelijkmatige verdeling veroorzaken, terwijl zeer kleine fragmenten de doorlaatbaarheid van de lading kunnen veranderen.

Het binnenkomende materiaal moet ook worden gecontroleerd op overmatige olie, vocht, verzegelde containers en andere ongeschikte verontreinigingen. Nat of verontreinigd schroot mag niet worden geladen zonder de goedgekeurde voorbereidings- en veiligheidsprocedures van de fabriek te volgen.

3.3 Consistentie tussen schrootbatches

Het gebruik van verschillende schrootbronnen zonder chemische verificatie kan variaties in de ijzerhoudende component van de lading introduceren. Voor een stabiele productie moet elke binnenkomende batch worden geïdentificeerd en de samenstelling ervan worden geregistreerd.

Als er meerdere typen schroot worden gebruikt, moeten hun verhoudingen worden gecontroleerd volgens het berekende toeslagrecept, in plaats van zonder meting te worden gemengd.

Zelfs als alle binnenkomende grondstoffen aan hun individuele specificaties voldoen, kan een onnauwkeurige weging nog steeds resulteren in een onjuiste ovenlading. De verhoudingen van silica, koolstofreductanten en ijzerhoudende materialen bepalen de chemische balans van de belasting.

Om deze reden moet elke batch worden gewogen volgens het goedgekeurde productierecept. Het weegsysteem moet regelmatig worden gecontroleerd en elke abnormale waarde moet worden onderzocht voordat het materiaal wordt vrijgegeven voor opladen.

4.1 Nauwkeurig wegen van elk materiaal

Grondstoffen moeten afzonderlijk worden gewogen volgens de vereiste batchhoeveelheden. Het werkelijke gewicht moet worden geregistreerd en vergeleken met de streefwaarde.

Belangrijke controlepunten zijn onder meer:

• Controleer de kalibratie en nulpositie van weegapparatuur.
• Bevestig dat elke grondstof aan de juiste weeghopper is toegewezen.
• Vermijd het mengen van onvolledige batches of het gebruik van geschatte hoeveelheden.
• Registreer werkelijke gewichten en afwijkingen van het productierecept.
• Onderzoek abnormale gewichtsverschillen vóór het opladen van de oven.

Onjuiste batching verandert de verhouding tussen silica, beschikbare koolstof en ijzerhoudende materialen. Dit kan ervoor zorgen dat ovenomstandigheden moeilijker te controleren zijn en kan bijdragen aan onstabiele siliciumterugwinning of afwijkende legeringschemie.

4.2 Overweeg verschillen in bulkdichtheid

De bulkdichtheid van grondstoffen varieert aanzienlijk. Cokes, silica en staalschroot nemen niet hetzelfde volume in beslag wanneer ze in een trechter worden geladen.

De oorspronkelijke productiereferentie voor dit proces geeft bij benadering de volgende bulkdichtheidscijfers:

Technische opmerking:De originele referentie specificeert niet de meeteenheid, verpakkingsconditie of testmethode voor deze cijfers. Ze moeten daarom worden behandeld als een indicatie van verschillen in de bulkdichtheid van het materiaal, en niet als universele ontwerpwaarden of directe batchparameters. Werkelijke metingen moeten worden verkregen onder de eigen bedrijfsomstandigheden van de installatie.

Deze verschillen verklaren waarom een ​​volumetrische schatting alleen onvoldoende is voor een nauwkeurige ladingvoorbereiding. Op gewicht gebaseerde batching is noodzakelijk om de beoogde materiaalverhoudingen te behouden.

Na het wegen moeten de grondstoffen worden verdeeld en gemengd volgens de vastgestelde laadprocedure van de oven. Uniformiteit is van belang omdat de ondergedompelde boogoven afhankelijk is van een gecontroleerde laststructuur en consistente elektrische en thermische omstandigheden.

5.1 Waarom uniformiteit bij het mengen belangrijk is

Als silica, cokes en staalschroot ongelijk verdeeld zijn, kunnen verschillende delen van de oven verschillende hoeveelheden siliciumhoudend materiaal, koolstof en ijzer ontvangen.

Dit kan resulteren in:

• Lokale koolstofrijke of koolstofarme gebieden.
• Ongelijkmatige reductieomstandigheden over de ovenbelasting.
• Variaties in ladingspermeabiliteit en gasbeweging.
• Onregelmatige ladingsdaling en bedrijfsomstandigheden van de elektrode.
• Grotere problemen bij het handhaven van een consistente legeringssamenstelling.

5.2 Aanbevolen batchvolgorde in de originele procesreferentie

De oorspronkelijke productieprocedure beschrijft het toevoegen van cokes en silica vóór staalschroot. Deze volgorde houdt rekening met de verschillen in de bulkdichtheid en fysieke verdeling van de drie materialen.

Door de vastgestelde volgorde te volgen, worden de materialen gelijkmatiger verdeeld terwijl de lading door het invoersysteem beweegt.

De daadwerkelijke laadvolgorde moet echter compatibel zijn met de ovenstructuur, de opstelling van de trechter, de toevoerapparatuur en de werkwijze van de fabriek. Het mag niet worden gewijzigd zonder het effect ervan op de ladingsverdeling te evalueren.

5.3 Partijscheiding en hopperbeheer

Elke batch moet worden gemeten volgens zijn eigen goedgekeurde recept. Exploitanten moeten vermijden dat niet-geverifieerde materiaalhoeveelheden uit verschillende batches worden gecombineerd.

De capaciteit van de trechter, de volgorde van de materiaalopslag en het tijdstip van de afvoer moeten op elkaar worden afgestemd, zodat de juiste hoeveelheden samen de oven bereiken. Afzonderlijke materiaalidentificatie en batchregistratie helpen ook foutieve voeding te voorkomen.

De koolstofbalans is een van de belangrijkste berekeningen bij het smelten van ferrosilicium 75. Het koolstofreductiemiddel moet voldoende effectieve koolstof leveren om silica en andere reduceerbare oxiden te verminderen zonder een overmatige koolstofrijke ovenconditie te creëren.

6.1 Theoretische koolstofbehoefte

Gebaseerd op de algemene reactie:

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

Voor de theoretische reactie zijn twee mol koolstof per mol silica nodig. Dit komt overeen met ongeveer 0,40 kg koolstof per kilogram zuiver SiO₂.

Bij de daadwerkelijke productie is de vereiste koolstoftoevoeging hoger of anderszins aangepast op basis van het volledige ladingssaldo. Koolstof wordt ook verbruikt door andere oxiden, en er kunnen verliezen optreden door stof, oppervlaktereacties en werking van de oven.

6.2 Waarom de koolstoftoevoeging opnieuw moet worden berekend

Wanneer er een belangrijke grondstof verandert, moet de koolstofbalans worden herzien.

• Lagere vaste koolstof in cokes:Er kan meer reductiemiddel nodig zijn om dezelfde effectieve koolstofinput te leveren.
• Hoger asgehalte:Er komt meer niet-koolstofmateriaal in de oven, waardoor de slaksamenstelling mogelijk verandert.
• Hoger vocht:Verandert de effectieve materiaalinvoer en verhoogt de warmte die nodig is voor verdamping.
• Verschillende silicazuiverheid:Wijzigt de hoeveelheid SiO₂ die door elke batch wordt geleverd.
• Verschillende ijzerhoudende materialen:Verandert de bijdrage van ijzer en oxide aan de totale lading.

6.3 Gebruik ovengegevens om het laadrecept te verifiëren

Het berekende vullingsrecept moet worden geëvalueerd aan de hand van de werkelijke ovenprestaties. Operators moeten de analyse van grondstoffen vergelijken met elektrische parameters, elektrodepositie, ladingsdaling, legeringssiliciumgehalte en slakanalyse.

Als de getapte legering bijvoorbeeld een lager siliciumgehalte vertoont dan het beoogde doel, mag de oorzaak niet automatisch worden toegeschreven aan onvoldoende cokes. De kwaliteit van het silica, de ladingsverdeling, de oventemperatuur, de elektrische omstandigheden en de daadwerkelijke reductie-efficiëntie moeten ook worden onderzocht.

Op dezelfde manier moet een teveel aan koolstof in de oven worden beoordeeld aan de hand van de reductiemiddelanalyse en de feitelijke ladingsbalans voordat aanpassingen worden doorgevoerd.

Kleine, gecontroleerde aanpassingen, ondersteund door productiegegevens, zijn over het algemeen nuttiger dan het herhaaldelijk wijzigen van meerdere hoeveelheden grondstoffen tegelijkertijd.

Voor praktische bedieningsrichtlijnen, zieVijf controleregels voor de toevoeging van cokes bij het smelten van ferrosilicium.

De selectie van grondstoffen en de batchverwerking bepalen uiteindelijk of de voltooide legering aan de vereiste chemische samenstelling voldoet. De volgende tabel reproduceert de FeSi75-referentiesamenstelling die in de originele productinformatie wordt verstrekt.

Referentie chemische samenstelling van ferrosilicium 75

Opmerking:Deze waarden zijn de referentiecijfers op de originele pagina, en niet een verklaring dat elke FeSi75-standaard dezelfde limieten gebruikt. Kopers moeten vóór aankoop de toepasselijke norm, overeengekomen chemische limieten en het daadwerkelijke batch-COA bevestigen.

7.1 Beschikbare ferrosilicium 75 fysieke vormen

Na het smelten en stollen wordt ferrosilicium vermalen, gezeefd of verder verwerkt tot verschillende fysieke vormen.

De definitieve maatspecificatie moet, indien nodig, aanvaardbare ondermaats- en overmaatspercentages bevatten. Kopers dienen tevens te bevestigen of het product gezeefd, geplet of gebriketteerd is en of de chemische samenstelling van toepassing is op de gehele geleverde partij.

Voordat grondstoffen het productieproces ingaan, moeten fabrikanten een inkomende inspectieprocedure opstellen. Het doel is om materiaalvariaties te identificeren voordat deze de ovenlading beïnvloeden.

8.1 Handhaaf de traceerbaarheid van grondstoffen

Elke binnenkomende partij grondstoffen moet een identificeerbare bron en inspectierapport hebben. Wanneer de prestaties van de oven of de chemie van de afgewerkte legering veranderen, helpen deze gegevens productieteams te bepalen of de oorzaak verband houdt met een nieuwe silicabron, een batch reductiemiddel, de samenstelling van het schroot of een afwijking in de batching.

Traceerbaarheid is vooral belangrijk als er gebruik wordt gemaakt van meerdere grondstoffenleveranciers. Een registratie van de vaste koolstof-, as-, silica-zuiverheids-, vocht- en onzuiverheidsniveaus biedt een basis voor het vergelijken van verschillende leveringen.

De kwaliteit van de grondstoffen is slechts een onderdeel van de productie van Ferrosilicium 75. Het volledige productieproces omvat ook de materiaalvoorbereiding, het wegen, het mengen van lasten, het smelten van ondergedompelde boogovens, het tappen, het koelen, het breken, het zeven en het verpakken.

Door deze fasen te begrijpen, kunnen kopers beoordelen of een leverancier op consistente wijze de vereiste chemische samenstelling en fysieke omvang kan leveren.

Voor een nadere blik op de productiefasen, zie onzeFerrosiliciumproductieprocespagina.

ZHEN AN INTERNATIONAL CO., LIMITED levert Ferrosilicium 75 en andere ferrosiliciumkwaliteiten, waaronder Ferrosilicium 72, 65 en 45. Productspecificaties en fysieke verwerkingsopties kunnen worden besproken op basis van de beoogde toepassing en inkoopvereisten.

Bij het aanvragen van een offerte dienen kopers de volgende informatie te verstrekken:

• Vereiste ferrosiliciumkwaliteit en minimaal siliciumgehalte.
• Maximumlimieten voor Al, Ca, Mn, Cr, P, S en C, indien van toepassing.
• Fysische vorm: klontjes, briketten, korrels of poeder.
• Vereiste tolerantie voor deeltjesgrootte en fijne deeltjes.
• Bestelhoeveelheid en verpakkingsvereisten.
• Bestemmingshaven en voorkeursincoterms.
• COA- en keuringseisen van derden.

• Ferrosiliciumproductieproces– Grondstofvoorbereiding, ovensmelten en productverwerking.
• Aanpassing van de cokestoevoeging bij het smelten van ferrosilicium: vijf controleregels– Koolstoftoevoeging en controle van de ovenconditie.
• Ferrosilicium 75-specificatie– Chemische samenstelling en productvereisten.
• Ferrosiliciumgebruik door de industrie– Staalproductie, gieterij- en metallurgische toepassingen.