شرکت خشکه و فولاد پایتخت

روش تولید فرو سیلیسیم

در حال حاضر تولید سیلیسیم فلزی و فرو سیلیسیم در دنیا. تنها با استفاده از روش کوره های الکتریکی قوس مخفی صورت می گیرد. در این روش مواد اولیه ای که قبلاً اشاره شد با دانه بندی مشخص. پس از مخلو ط شدن توسط لوله های بار دهی یا ماشین باردهی. بطور مداوم به داخل کوره شارژ می شوند. پس از گذشت زمان معینی که با توجه به توان و جریان الکتریکی مصرفی کوره می باشد. بین 2 تا 4 ساعت فلز تولید شده از جراهای تخلیه کوره به داخل پاتیل تخلیه شده. و به مسیرهای بعدی که ریخته گری می باشد انتقال می یابند. کوره های قوس الکتریکی تولید فرو آلیاژها از نظر الکتریکی تقریباً مشابه کوره های فولاد سازی می باشند. ولی از نظر ابعاد و طراحی شکل کوره تفاوت های زیادی با این نوع کوره ها دارند.

تولید فرو سیلیسیم در دنیا و ایران

یکی از پیشگامان این تکنولوژی در دنیا شرکت Elkem نوروژ و SmS Demag آلمان می باشند. که نوروژ در اروپا با بیشترین میزان تولید فروسیلیسیم ربته نخست را دارد. اما هم اکنون کشور چین بالاترین میزان تولید فروسیلیسیم در دنیا را دارد و بعد از آن کشورهای برزیل، روسیه، هند و … می باشند. در ایران نیز نخستین کارخانه صنعت فرو آلیاژ در سال 1372 با فناوری الکم نوروژ. در شهرستان ازنا استان لرستان راه اندازی شد.

دومین کارخانه تولید فروسیلیسیم در سمنان و با ظرفیت تولید 25000 تن در سال کار می کند. در مجموع کل تولید این دو واحد صنعتی به حدود سالانه 100 هزار تن می می رسد. نزدیک به دو سال است که سومین واحد تولید فروسیلیسیم در شهرستان ملایر استان همدان. با ضرفیت 12000 تن در سال نیز راه اندازی گردیده است. در حال حاضر چند واحد کوچک در اشتهارد و کاشان و … نیز به تولید فروسیلیسیم مشغول می باشند.

احیا سیلیس در کوره توسط کربن انجام می شود. از مواد کربنی متنوعی در فرآیند تولید فرو سیلیسیم می توان استفاده کرد. ولی خواص عمومی مواد مناسب به شرح زیر می باشد.

میزان خاکستر آن در کمترین حالت باشد. بالا بودن میزان خاکستر باعث افزایش ناخالصی های محتوی در محصول می گردد. استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی آنها زیاد بوده تا در حین حمل و نقل. شارژ به کوره و در حین عبور از مناطق مختلف حرارتی خرد نشود. در غیر این صورت تخلخل شارژ و متعاقب آن قابلیت نفوذ گاز کاهش می یابد مقاومت الکتریکی بالایی داشته باشند. دارای قدرت واکنش پذیری زیادی باشند.

با توجه به ویژگی های ذکر شده موادی که در این فرایند قابل استفاده می باشند عبارتند از:

• کک متالورژیکی
• کک نفتی
• کک گاری
• زغال سنگ
• زغال قهو ه ای
• زغال چوبی
• تراشه چوب

هر یک از این مواد تنها برخی از خواص لازم را دارا می باشند. و مجموعه ویژگی ها در هیچ یک از مواد بالا به تنهایی وجود ندارد.

انواع مواد اولیه مصرفی

در فرآیند تولید فروسیلیسیم مواد اولیه متنوعی استفاده می شود. ولی به طور کلی می توان این مواد را در سه گروه دسته بندی کرد.

1- مواد حامل سیلیسیم

2- مواد احیا کننده

3- مواد حامل آهن

با توجه به این که فرایند تولید فروسیلیسیم یک فرایند بدون سرباره می باشد. تقریباً تمامی عناصر موجود در مواد اولیه را وارد محصول می شوند. بنابراین یکی از مهم ترین ویژگی هایی که در کلیه مواد مشترک می باشند خلوص بالای مواد می باشد. با بالا رفتن ناخالصی های موجود در مواد، درصد ناخالصی های موجود. در محصول از جمله آلومینیوم و کلسیم افزایش می یابد. ویژگی های مشترک دیگر، یکنواختی ترکیب شیمیایی هر یک از مواد است که باید در کلیه محموله ها رعایت شود.

فرو سیلیسیم-Ferrosilicon- آمیژان

فرو سیلیسیم (Ferrosilicon) آمیژانی است. از آهن و سیلیسیم که در کوره قوس الکتریکی و در گریدهای مختلف. از جمله 10 الی 90 درصد تولید می گردد. که منظور از عدد میزان سیلیسیم موجود در آمیژان می باشد. اما گریدهای مورد نیاز صنعت به خصوص صنایع فولاد سازی 70 الی 75 درصد می باشد. از جمله عناصر دیگر که در این آمیژان وجود دارد و جزء عناصر ناخواسته می باشد.

می توان به تیتانیوم، کروم، کربن، گوگرد، آلومینیوم، فسفر نام برد. و معمولاً اکثر فولادسازها با درصد آلومینیوم زیر 2 درصد در خواست می نمایند. فرو سیلیسیم تولیدی در سه سایز (اندازه) به بازار مصرف ارایه می شود: 1-10 تا 60 میلی متر 2-3 تا 10 میلی متر 3- 0 تا 3 میلی متر که هر یک از صنایع با توجه به نوع مصرف از سایز مورد نیاز استفاده می کنند. بعنوان مثال در صنایع فولادسازی و ریخته گری مداوم بیشتر از اندازه 10 تا 60 میلی متر استفاده می شود.

موارد استفاده فرو سیلیسیم

این آمیژان در صنایع فولاد سازی و ریخته گری بعنوان اکسیژن زدا و تنظیم کننده ترکیب شیمیایی. با توجه به گرید فولاد و در زمان تخلیه مذاب از کوره به پاتیل. یا در حین عملیات متالورژی ثانویه استفاده می شوند. از دیگر موارد استفاده در صنایع چدن سازی به عنوان جوانه زا یا تولید چدن های پر سیلیسیم. و به صورت فروسیلیکو منیزیوم. به عنوان عامل نشکن ساز در چدن های نشکن مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این محصول در کارخانجات تولید فروسیلیکو منیزیوم و فرو سیلیکو منگنز نیز استفاده می شود.