Hvad er ferrosilicium, og hvordan fremstilles det?

Ferrosiliciumer produceret gennem enkulstoftermisk reduktionproces, hvor silica (SiO₂) reduceres med kulstof i nærværelse af jern til dannelse af en silicium-jernlegering. Produktionen er energikrævende og udføres næsten udelukkende inedsænkede elektriske lysbueovne (SAF). Nedenfor er en trin-for-trin forklaring af processen.

De vigtigste råvarer tilferrosiliciumproduktion er:

• Silica kilde– kvarts, kvartsit eller silica småsten, som giver silicium.
• Kulstofkilde– metallurgisk koks, kul eller trækul, der fungerer som reduktionsmiddel.
• Jern kilde– stålskrot, mølleskala eller jernmalm, som forsyner jernkomponenten.

Disse materialer vejes omhyggeligt i henhold til den ønskede siliciumkvalitet (f.eks. 65 %, 72 % eller 75 % Si) og blandes derefter grundigt for at sikre en ensartet fodersammensætning.

Den blandede ladning føres kontinuerligt ind i ennedsænket lysbueovn– en stor, ildfast foret stålskal udstyret med tre grafit- eller Söderberg-elektroder, der er nedsænket i ladningsmaterialet.

Når en elektrisk højspændingsstrøm passerer mellem elektroderne, dannes en intens lysbue, der producerer temperaturer på2000 grader til 2500 grader. Denne varme smelter ladningen og driver de kemiske reduktionsreaktioner.

Kernereaktionen under smeltning er:

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

I denne reaktion:

• Kulstof fra koksen fjerner ilt fra silicaen.
• Elementært silicium frigives og opløses i det smeltede jern fra skrot- eller mølleskalaen og danner ferrosiliciumlegeringen.
• Kulmonoxidgas (CO) dannes og undslipper fra ovnen som et biprodukt.

Ovnen kører kontinuerligt, med frisk ladning tilføjet fra toppen, mens smeltet legering og slagger akkumuleres i bunden.