Шихтовые материалы для выплавки ферросилиция

Для выплавки кремния и его сплавов используют наиболее дешевые, богатые кремнеземом материалы — кварц и кварцит, главной составляющей которых является кварц — широко распространенный минерал, представляющий собой более или менее чистый кремнезем SiO₂.

Кварц — плотный минерал кристаллического строения. Он относительно дорог и применяется при производстве кристаллического кремния. Кварцит, используемый при производстве сплавов кремния, должен содержать 96-98% SiO₂ при минимальном содержании вредных и шлакообразующих примесей — оксидов кальция и магния и особенно глинозема и фосфора (< 0,02%).

В качестве восстановителя при производстве кремния и его сплавов применяют кокс, полукокс, древесный уголь и др. К восстановителю предъявляются следующие требования: - низкая электропроводность (высокое электрическое сопротивление); - высокая реакционная способность; -достаточная механическая прочность; - низкое содержание в золе вредных и шлакообразующих оксидов; - невысокое содержание летучих; - постоянная влажность; - невысокая стоимость.

Наибольшее применение при выплавке ферросилиция получил наиболее дешевый сорт восстановителя — орешек металлургического кокса (кокс-орешек), который является отходом при производстве доменного кокса.

В качестве материала, содержащего железо, используют дробленую стружку углеродистой стали; чугунную стружку не применяют вследствие высокого содержания в ней фосфора.

Подготовка шихтовых материалов к плавке сводится к дроблению и сортировке их для получения заданного однородного гранулометрического состава. Кварцит дробят и промывают водой для удаления глинистых, а затем подвергают рассеву для отделения мелочи и сортировки по фракциям. Оптимальный размер кусков кварцита составляет 25-80 мм при производстве ФС18, ФС25, ФС45 и 50-120 мм при производстве ФС75 и ФС90. Коксик подвергают дроблению и грохочению для получения фракции 5-20 мм. Железную витую стружку необходимо дробить до 50 мм. В подготовленной шихте размеры кварцита и коксика должны быть, возможно, более однородными, недопустимы как крупные, так и мелкие куски. Наличие мелочи ухудшает газопроницаемость колошника, крупный коксик отрицательно влияет на глубину посадки электродов, а крупный кварцит вызывает обгорание электродов, затрудняет работу летки.