فرو سیلیسیم

فرو سیلیسیم (به انگلیسی: Ferrosilicon) آمیژانی است از آهن و سیلیسیم که در کوره قوس الکتریکی و در گریدهای مختلف ازجمله ۱۰ الی ۹۰ درصد تولید می‌گردد؛ که منظور از عدد میزان سیلیسیم موجود در آمیژان می‌باشد، اما گریدهای مورد نیاز صنعت به خصوص صنایع فولاد سازی ۷۰ الی ۷۵ درصد می‌باشد. از جمله عناصر دیگر که در این آمیژان وجود دارد و جز عناصر ناخواسته می‌باشد، می‌توان به تیتانیوم، کرم، کربن، گوگرد، آلومنیوم، فسفر نام برد و معمولاً اکثر فولادسازها با درصد آلومنیوم زیر ۲ درصد در خواست می‌نمایند.
فرو سیلیسیم تولیدی در سه سایز (اندازه) به بازار مصرف ارایه می‌شود:
۱–۱۰ تا ۶۰ میلی‌متر
۲–۳ تا ۱۰ میلی‌متر
۳–۰ تا ۳ میلی‌متر
که هر یک از صنایع با توجه به نوع مصرف از سایز مورد نیاز استفاده می‌کنند، به عنوان مثال در صنایع فولاد سازی و ریخته‌گری مداوم بیشتر از اندازه ۱۰ تا ۶۰ میلی‌متر استفاده می‌شود.

موارد استفاده فرو سیلیسیم

این آمیژان در صنایع فولاد سازی و ریخته‌گری به عنوان اکسیژن زدا و تنظیم کننده ترکیب شیمیایی با توجه به گرید فولاد و در زمان تخلیه مذاب از کوره به پاتیل یا در حین عملیات متالورژی ثانویه استفاده می‌شوند. از دیگر موارد استفاده در صنایع چدن سازی به عنوان جوانه زا یا تولید چدن‌های پر سیلیسیم و به صورت فروسیلیکو منیزیوم به عنوان عامل نشکن ساز در چدن‌های نشکن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
همچنین از این محصول در کارخانجات تولید فروسیلیکو منیزیوم و فروسیلیکو منگنز نیز استفاده می‌شود.

روش تولید فروسیلیسیم

در حال حاضر تولید سیلیسم فلزی و فروسیلیسیم در دنیا تنها با استفاده از روش کوره‌های الکتریکی قوس مخفی صورت می‌گیرد. در این روش مواد اولیه ای که قبلاً اشاره شد با دانه بندی مشخص پس از مخلوط شدن توسط لوله‌های بار دهی یا ماشین باردهی به‌طور مداوم به داخل کوره شارژ می‌شوند پس از گذشت زمان معینی که با توجه به توان و جریان الکتریکی مصرفی کوره می‌باشد، بین ۲ تا ۴ ساعت فلز تولید شده از جراهای تخلیه کوره به داخل پاتیل تخلیه شده و به مسیرهای بعدی که ریخته‌گری می‌باشد انتقال می‌یابند. کوره‌های قوس الکتریکی تولید فروآلیاژها از نظر الکتریکی تقریباً مشابه کوره‌های فولاد سازی می‌باشند ولی از نظر ابعاد و طراحی شکل کوره تفاوت‌های زیادی با این نوع کوره‌ها دارند.

سیستم انتقال مواد

مهمترین موضوع در مکانیزم تولید در هر واحد تولیدی ، انتقال مواد در درون کارخانه به‌طور منظم و براساس معیارهای کنترلی لازم، نیروی انسانی و ویژگی‌های کمی و کیفی آن است.

سیستم انتقال مواد خام

مکانیزم انتقال مواد خام شامل همه فعالیت‌هایی است که منجر به انتقال هدف مند مواد خام از انبار مواد به درون کوره می‌گردد.

انتقال و آماده‌سازی محصول

مکانیزم انتقال و آماده‌سازی محصول شامل همه فعالیت‌هایی است که منجر به تبدیل مذاب گرفته شده از کوره تا محصول آماده برای فروش می‌گردد.

سیستم خنک‌کننده و آب گرد کوره

کوره الکتریکی تولید فروسیلیسیم با ایجاد دمای بیش از۲۰۰۰ درجه سانتی گراد، منبع حرارتی بزرگی است که باعث گرم شدن تجهیزات و تأسیسات مجاور می‌شود. این حرارت چنانچه از تجهیزات دور نشود باعث از بین رفتن یا کاهش عمرآن‌ها می‌گردد. به همین دلیل خنک کردن قسمت‌های مختلف کوره با روش‌های مختلف امری اجتناب ناپذیر است.

سیستم خنک کن کف کوره

علاوه بر سیستم خنک کن آب گرد کوره، برای جلوگیری از افزایش درجه حرات در کف بوته کوره، از سیستم دمش هوا به منظور ایجاد تهویه مناسب برای تبادل حرارتی با محیط، استفاده می‌شود. این امر در کوره‌های بزرگ، بخصوص در فرایندهایی نظیر تولید سیلیسیم که به درجه حرارت‌های بالایی جهت انجام واکنش‌ها نیاز دارد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

سیستم خنک کن ترانسفورماتور کوره

از دیگر بخش‌های مهم در سیستم‌های خنک کن مورد استفاده در صنایع کوره‌های قوص الکتریکی، سیستم خنک سازی ترانسفورماتور کوره می‌باشد.

سیستم غبارگیر کوره

فرایند تولید فروسیلیسیم با تولید مقدار زیادی گاز و غبار همراه است که در درجه اول جهت حفظ محیط زیست و همچنین حفظ ارزش‌های اقتصادی غبار، تصفیه گازهای خروجی الزامی است.

تولید فروسیلیسیم در دنیا و ایران

یکی از پیشگامان این تکنولوژی در دنیا شرکت Elkem نوروژ و SmS Demag آلمان می‌باشند که نوروژ در اروپا با بیشترین میزان تولید فروسیلیسیم رتبه نخست را دارد. اما هم‌اکنون کشور چین بالاترین میزان تولید فروسیلیسیم در دنیا را دارد و بعد از آن کشورهای برزیل، روسیه، هند و… می‌باشند. در ایران نیز نخستین کارخانه صنعت فروآلیاژ در سال ۱۳۷۲ با فناوری الکم نوروژ در شهرستان ازنا استان لرستان راه اندازی شد. دومین کارخانه تولید فروسیلیسیم در سمنان و باظرفیت تولید ۲۵۰۰۰ تن در سال کار می‌کند در مجموع کل تولید این دو واحد صنعتی به حدود سالانه ۱۰۰ هزار تن می‌رسد. نزدیک به دو سال است که سومین واحد تولید فروسیلیسیم در شهرستان ملایر استان همدان با ظرفیت ۱۲۰۰۰ هزار تن در سال نیز راه اندازی گردیده‌است. در حال حاضر چند واحد کوچکتر در اشتهارد و کاشان و … نیز به تولید فروسیلیسیم مشغول می‌باشند.