Ferrosilicium - ist eine Eisenlegierung, die eine große Menge Silizium sowie andere Elemente - Kohlenstoff, Schwefel, Mangan, Aluminium und Chrom enthält. Heutzutage stellen Ferrolegierungsfabriken Produkte mit unterschiedlichen Anteilen dieses Nichtmetalls von 18 bis 95 % her, für den industriellen Bedarf verwenden sie jedoch Legierungen mit 45 % und 75 %. Es wird zum Legieren und Desoxidieren von Stählen verwendet und erhöht deren Festigkeit, Fließfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen. Ferrosilicium wird in dreiphasigen oder einphasigen elektrischen Zweielektrodenöfen mit einer Spannung von 150–210 V und einem rotierenden Bad hergestellt. Dies geschieht durch die Reduktion von siliziumoxidhaltiger Kieselsäure oder aus dem Mineral Quarzit.
Wie wird Ferrosilizium hergestellt?
Als Rohstoffe verwende ich Quarzit, der mehr als 90 % Siliziumdioxid enthält, sowie Tonerde, also Aluminiumoxid. Zur Reduktion wird metallurgischer Koks mit hohem elektrischem Widerstand, niedrigem Aschegehalt, hoher Hitzebeständigkeit und geringem Gehalt an flüchtigen Stoffen wie Schwefel verwendet.
Bei der Herstellung von Ferrolegierungen werden der Charge neben Quarzit auch Späne aus Kohlenstoffstahl zugesetzt.
Kohlenstoff aus Stahl und Koks reduziert Silizium aus dem Oxid und Kohlenmonoxid wird freigesetzt. Bei einem Überschuss an Kohlenstoff entsteht das Nebenprodukt - Siliziumkarbid. Allerdings ist es sehr feuerfest und beeinträchtigt die Leistung des Ofens, indem es den unteren Teil des Ofens verstopft. Silizium verdrängt Kohlenstoff aus der Legierung
Bei einer größeren Eisenmenge in der Charge ist eine niedrigere Temperatur im Ofen erforderlich.
Die Ofenelektroden müssen tief in der Charge sitzen und die Freisetzung von Kohlenmonoxid sollte gleichmäßig erfolgen, ohne dass sich Gasfisteln bilden.
Während der Produktion ist es notwendig, die optimale Rotationsgeschwindigkeit des Bades und die Menge des Reduktionsmittels einzuhalten. Zu viel davon führt zu einem Stopp des technologischen Prozesses und der Notwendigkeit, das Bad zu reinigen. Eine kleine Menge Kohlenstoff führt dazu, dass die Schlackeproduktion stoppt. Die Legierung gelangt in eine mit Ziegeln oder Graphit ausgekleidete Pfanne und dann in Gusseisenformen.
