Ferrosilicio (FeSi)se produce enHornos de arco eléctrico sumergido (SAF)mediante un proceso de reducción carbotérmica a alta temperatura. Este método está optimizado para lograrAlto rendimiento de silicio, niveles controlados de impurezas y producción estable a gran escala., por lo que es el estándar mundial para la fabricación de FeSi.
A continuación se muestra unexplicación basada en procesos, alineado con el funcionamiento real de las plantas industriales.
1. Tipo de horno: Horno de arco eléctrico sumergido (SAF)
El ferrosilicio no se fabrica en hornos de arco abierto. Requiere unhorno de arco sumergido, caracterizado por:
- Electrodos de carbono enterrados en la carga.
- Temperaturas superiores1.900–2.000 °C
- Alimentación continua de carga sólida
- Atmósfera reductora dentro del horno.
Esta configuración permite la reducción eficiente de sílice a silicio.
2. Materias primas cargadas al horno
Fuente de silicio
- Cuarzo o sílice de alta pureza (SiO₂)
Proporciona el silicio a reducir.
Fuente de hierro
- Mineral de hierro, cascarilla de laminación o chatarra de acero.
Suministra hierro para formar la aleación Fe-Si.
Reductores de carbono
- Coque, carbón, carbón vegetal o astillas de madera.
Elimina el oxígeno de la sílice y los óxidos de hierro.
Flujo (opcional)
- Pequeñas cantidades de piedra caliza u otros fundentes.
- Controlar la fluidez de la escoria y la eliminación de impurezas.
3. Reacciones químicas principales en la producción de FeSi
El silicio liberado se disuelve en hierro fundido, formandoferrosilicioen lugar de metal de silicio libre.
4. Control de temperatura y zona de reacción
Dentro de la SAF:
- Zona superior:Precalentamiento y reducción parcial
- Zona de reacción:Reducción de sílice a alta temperatura
- Zona baja:FeSi fundido y separación de escoria.
Control preciso de:
- Entrada de energía
- Composición de carga
- Posición del electrodo
es fundamental para:
- Recuperación de silicio
- Estabilidad de calidad (p. ej., FeSi 65 frente a FeSi 75)
- Bajos niveles de impurezas.
5. Roscado y formación de aleaciones
Una vez que se acumula suficiente aleación fundida:
- El horno se golpea periódicamente.
- Ferrosilicio fundidofluye, separándose de la escoria
- La escoria se descarta o recicla según su composición.
El contenido de silicio está controlado por:
- Relación SiO₂/carbono
- Entrada de hierro
- Temperatura del horno y tiempo de residencia.
6. Enfriamiento, trituración y dimensionamiento
Después de tocar:
- El FeSi fundido se vierte en moldes o lechos.
- Enfriado lentamente para evitar grietas.
- Triturado y tamizado en tamaños industriales:
- grumos
- Gránulos
- Finos o polvo
La selección del tamaño de partícula afecta:
- Tasa de disolución
- Pérdida de oxidación
- Recuperación de silicio en la siderurgia.
7. Control y análisis de calidad
Cada lote se somete a:
- Análisis de composición química (Si, C, Al, Ca, P, S)
- Verificación del tamaño de partículas
- Inspección visual de grietas y oxidación.
Los compradores industriales se centran en:
- Porcentaje de Si estable
- Baja variación de impurezas
- Distribución de tamaño consistente.
8. Por qué son esenciales los hornos de arco eléctrico
Los hornos de arco eléctrico proporcionan:
- Temperaturas extremadamente altas y controlables.
- Atmósfera reductora estable
- Producción continua escalable
- Alto rendimiento y repetibilidad del silicio
Sin tecnología SAF,El ferrosilicio de calidad comercial no se puede producir de forma económica..
9. Resumen: Producción de FeSi en EAF (SAF)
La producción de ferrosilicio implica:
- Carga de cuarzo, fuente de hierro y carbono.
- Reducción carbotérmica a alta temperatura
- Silicio disolviéndose en hierro fundido
- Toma periódica de FeSi fundido
- Enfriamiento, trituración y dimensionamiento
Este proceso produceFerrosilicio rentable y de alto rendimiento.esencial para las operaciones de fabricación de acero y fundición en todo el mundo.
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