С точки зрения понижения содержания в ферросилиции примеси возможно классифицировать в зависимости от их сродства к кислороду:
- примеси с большим, чем у кремния, сродством к кислороду — Mg, Ca, Al; возможно применение тех или иных методов окислительного рафинирования;
- примеси с меньшим, чем у кремния (в ферросилиции), сродством к кислороду — Ti*, P, S, Cr, Mn; применение методов рафинирования невозможно, снижение содержания этих примесей возможно только при использовании чистых шихтовых материалов;
- углерод; возможно рафинирование ферросилиция от углерода при создании условий, в которых сродство углерода к кислороду превышает сродство кремния к кислороду, например, продувка газом с низким содержанием СО или условий, обеспечивающих удаление углерода, поступившего из внешних источников, например, всплывание карбида кремния из жидкого ферросилиция за счет выдержки металла в ковше и т.п.
Примечание: * — сродство к кислороду титана выше, чем сродство к кислороду у кремния; однако при существующих концентрациях кремния и титана в ферросилиции активность титана во много раз меньше активности кремния; поэтому с точки зрения возможности рафинирования ферросилиция от примесей титан отнесен к группе элементов с меньшим, чем у кремния, сродством к кислороду.
Как указано выше, специального рафинирования ферросилиция от Mg и Ca не требуется, достаточно соблюдения технологического регламента плавки. Сродство к кислороду Mg и Ca выше, чем у алюминия, поэтому все известные способы окислительного рафинирования ферросилиция от примесей рассчитаны на рафинирование от алюминия; при этом обеспечивается одновременное снижение содержания Mg, Ca и С в сплаве.
Из примесей, снижение содержания которых возможно только при использовании чистых шихтовых материалов, следует выделить производство ферросилиция с пониженным содержанием Cr и Mn. Основными источниками поступления Cr и Mn в ферросилиций является стальная стружка. Поэтому значительное содержание этих примесей достигается в сплаве с высоким расходом стальной стружки — ферросилиций марки ФС45. При этом содержание Ti, Al, Mg, Ca в сплаве ФС45 невелико и рафинирования от них не требуется. Это накладывает свои технологические особенности на производство ферросилиция с пониженным содержанием Cr и Mn.
Таким образом, существуют следующие разновидности способов производства ферросилиция с пониженным содержанием примесей:
- производство ферросилиция с пониженным содержанием Al, Ti, и P за счет использования чистых шихтовых материалов;
- производство ферросилиция с пониженным содержанием Al, Mg, Ca и С за счет окислительного рафинирования;
- производство ферросилиция с пониженным содержанием Cr.
