Ферросилиций FeSi. Удельный расход электроэнергии и материалов при выплавке ферросилиция

Восстановление кремния происходит с поглощением большого количества тепла, поэтому чем выше содержание кремния в сплаве, тем выше должен быть расход электрической энергии. Кроме того, увеличение содержания кремния в сплаве требует ведения плавки при более высоких температурах. Это вызывает увеличение тепловых потерь, а также увеличение потерь кремния испарением. Поэтому удельный расход электрической энергии увеличивается в большей степени, чем увеличение содержания кремния в сплаве. Увеличение содержания кремния в сплаве вызывает также увеличение расхода кварцита и восстановителя.

В себестоимости производства ферросилиция основную долю составляют затраты на электроэнергию (>40%), поэтому основным показателем, характеризующим степень совершенства технологии и оборудования и квалификации обслуживающего персонала при производстве кремния и его сплавов, является удельный расход электроэнергии. Уменьшение расхода электрической энергии существенно снижает себестоимость сплава. Расход электроэнергии и сырых материалов рассчитывают на базовую тонну, т.е. в пересчете на тонну сплава с базовым содержанием ведущего элемента, которое, например, для ФС45 и ФС75 составляет 45 и 75% соответственно. Расход сырья и электроэнергии при выплавке сплавов кремния приведен в табл.1

Таблица 6. Расход материалов и электроэнергии на выплавку сплавов кремния (закрытые печи).

Уменьшению расхода электрической энергии и улучшению других технико-экономических показателей способствуют следующие мероприятия:

1. увеличение мощности печей;
2. усовершенствование конструкции токоподвода, что позволяет улучшить коэффициент мощности и коэффициент полезного действия печи;
3. улучшение качества шихтовых материалов, в частности уменьшение содержания шлакообразующих веществ (СаО, Аl₂0₃) в кварците и восстановителе, а также применение шихтовых материалов оптимального гранулометрического состава (кварцит 80-20 мм, кокс 25-5 мм);
4. применение восстановителя пониженной электропроводности (полукокс, углекварцитовый кокс);
5. применение в шихту частично восстановленных материалов (отходы производства карборунда или отходы графитирования электродов).

Выплавка высококремнистого ферросилиция в закрытых печах сложнее, чем в открытых печах, и требует более тщательного отбора и подготовки шихтовых материалов. Однако при освоении ведения технологического процесса в закрытых печах в них можно вести плавку высококремнистого ферросилиция с такими же технико-экономическими показателями, как и в открытых печах.

Наряду с этим плавка ферросилиция в закрытых печах имеет следующие преимущества по сравнению с плавкой в открытых печах:

1. возможность использования высококалорийного газа;
2. лучшие условия труда;
3. более легкие условия работы печного оборудования;
4. меньшее загрязнение окружающей среды.