Por que a qualidade da matéria-prima é importante
O pó de ferrossilício é produzido a partir da mesma liga base do ferrossilício granulado e, em ambos os casos, a qualidade do produto final é definida pela qualidade das matérias-primas carregadas no forno de redução elétrico. O forno reduz a sílica com uma fonte de carbono na presença de ferro, de modo que a sílica, o redutor de carbono, a pasta de eletrodo usada para manter os eletrodos e a carga do ferro-contribuem, cada um, para o teor de silício, o nível de impureza e a consistência da liga. O controle de matérias-primas soltas não pode ser corrigido a jusante; ele aparece diretamente em silício de baixa qualidade, níveis mais altos de impurezas e operação instável do forno.
Requisitos de sílica
A sílica é a fonte de silício no processo de redução e sua qualidade determina a carga de impurezas da liga. A superfície da sílica deve estar livre de seixos de montanha, pedras desgastadas, areia e outras impurezas, pois tais materiais introduzem dióxido de silício de qualidade variável, alumina e outros óxidos que acabam na escória ou na liga. O tamanho da partícula deve ser de 80 a 140 mm, uma faixa que equilibra a permeabilidade do leito no forno com área de superfície de reação suficiente. Pedaços superdimensionados reduzem a taxa de reação, enquanto finos menores podem ser transportados para fora do forno ou causar canalização da carga.
Requisitos de carvão azul
O carvão azul serve como parte do redutor de carbono e deve atender aos limites químicos e físicos definidos.
| Parâmetro | Exigência |
|---|---|
| Conteúdo fixo de carbono | Pelo menos 82% |
| Tamanho de partícula | 8-18mm |
| Umidade | No máximo 16% |
| Resíduo de peneira | No máximo 5% |
| Conteúdo volátil | No máximo 8% |
| Conteúdo de cinzas | No máximo 8% |
O carbono fixo é o agente redutor ativo, portanto um nível mínimo é essencial para a reação de redução; a umidade e os voláteis consomem energia e podem atrapalhar a operação do forno, e as cinzas introduzem impurezas de óxido que devem ser fundidas na escória.
Requisitos de pasta de eletrodo
A pasta de eletrodo é consumida para manter os eletrodos de auto{0}cozimento do forno de arco submerso e suas propriedades afetam a estabilidade elétrica e a continuidade do forno. O teor de cinzas deve ser de no máximo 6%, pois as cinzas da pasta do eletrodo vão para o fundido e adicionam impurezas. O teor de voláteis é ajustado sazonalmente: no verão é controlado entre 11,2% e 12,5%, e no inverno entre 11% e 12,3%, para compensar o efeito da temperatura ambiente no comportamento de cozimento da pasta. A qualidade da aparência da pasta do eletrodo deve ser qualificada e a seção transversal deve estar livre de impurezas e gotículas de água, o que poderia causar cozimento irregular e problemas no eletrodo.
Requisitos-de pelotas para rolamentos de ferro
O ferro é introduzido no ferrossilício por meio de uma carga contendo-ferro, normalmente pellets, e sua especificação controla a qualidade do ferro e o equilíbrio de impurezas da liga.
| Parâmetro | Exigência |
|---|---|
| Conteúdo de água | No máximo 0,8% |
| Conteúdo de ferro | Pelo menos 60% |
| Tamanho de partícula | 8-16mm |
| Resistência à compressão | Pelo menos 2500 N |
O alto teor de ferro mantém baixa a fração de ganga e impureza da carga, a baixa umidade evita perda desnecessária de energia e carga de gás, a faixa de tamanho de 8 a 16 mm corresponde à carga do forno para redução uniforme e uma resistência à compressão de pelo menos 2.500 N evita que os pellets se desintegrem em finos durante o manuseio e carregamento.
Resumo de controle de matéria-prima
| Matéria-prima | Controles principais |
|---|---|
| Sílica | Sem impurezas superficiais; tamanho de partícula 80-140 mm |
| Carvão azul | Carbono fixo em pelo menos 82%; 8-18mm; umidade no máximo 16%; resíduo da peneira no máximo 5%; voláteis no máximo 8%; cinzas no máximo 8% |
| Pasta de eletrodo | Cinza no máximo 6%; voláteis 11,2-12,5% no verão, 11-12,3% no inverno; seção transversal limpa |
| Pelotas de ferro | Água no máximo 0,8%; ferro pelo menos 60%; 8-16mm; resistência à compressão de pelo menos 2500 N |
Juntos, esses controles determinam a recuperação de silício, o perfil de impurezas e a estabilidade operacional do forno e, portanto, a consistência do ferro-silício entregue à usina siderúrgica.
Perguntas frequentes
Por que a sílica deve estar livre de impurezas superficiais?Impurezas como seixos, pedras desgastadas e areia introduzem óxidos e alumina extras que aumentam a carga de impurezas da liga e complicam o controle da escória.
Qual é o papel do carbono fixo no carvão azul?O carbono fixo é o agente redutor ativo que reduz a sílica a silício; um mínimo de 82% garante capacidade de redução suficiente por tonelada de redutor.
Por que o conteúdo volátil da pasta de eletrodo é diferente no verão e no inverno?a temperatura ambiente altera o comportamento de cozimento da pasta, portanto os voláteis são ajustados para 11,2-12,5% no verão e 11-12,3% no inverno para manter o desempenho do eletrodo estável.
Por que a resistência à compressão do pellet é importante?Os pellets devem suportar o manuseio e a pressão da carga do forno; um mínimo de 2.500 N evita a fragmentação em finos que perturbam a permeabilidade do leito.
As mesmas regras de matéria-prima se aplicam ao pó de ferrossilício?O pó de ferrossilício é produzido a partir da mesma liga base, portanto os requisitos de matéria-prima para a carga do forno são os mesmos; o pó é uma etapa de dimensionamento posterior.