Publicação: Revisão da literatura sobre o processo de produção de ferro silício (FeSi)
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
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Dentre os segmentos metalúrgicos, destaca-se a metalurgia de transformação que
consiste nos processos para obtenção do produto com maior valor agregado. Tais processos tem
como foco de atuação a modificação das propriedades dos metais por meio de processos físicos,
químicos e mecânicos. A adição de ligas metálicas, geralmente ferroligas, são utilizadas para
melhorar as propriedades como a resistência, dureza, ductilidade e resistência à corrosão. Essas
ligas são compostas principalmente de ferro e pelo menos um elemento de liga como o manganês,
silício, cromo, níquel e entre outros. O ferro silício (FeSi) é uma das ligas mais consumidas com
ampla aplicação e é utilizada como fonte de silício para outros processos como a redução
metalotérmica, desoxidação de aço, fabricação de silício metálico e na produção de outras ligas.
Os tipos mais comuns possuem 15%, 45%, 75% e 90% de silício, sendo o restante percentual
composto por ferro e outros elementos como alumínio e cálcio. O FeSi é produzido através da
redução carbotérmica de sílica e óxido de ferro em fornos elétricos a arco submerso. As matérias-
primas comumente utilizadas são quartzo, carvão ou coque metalúrgico e uma fonte de ferro. O
tipo de forno comumente utilizado para a produção de ferro silício é o forno a arco elétrico de
corrente alternada com três eletrodos dispostos de forma triangular. Esses eletrodos ficam
submersos na carga e tem como objetivo direcionar a corrente elétrica até a carga. A zona de
reação pode chegar até 2000ºC e ocorre na extremidade dos eletrodos exigindo-se o
posicionamento adequado. Após o processo reacional tem-se o metal fundido e a escória que são
removidos por meio de canais que são abertos e fechados constantemente no fundo do forno.
Embora seja um processo com baixa geração de escória a formação da mesma ocorre devido às
impurezas presentes nas matérias-primas como óxido de alumínio, cálcio e entre outros que não
foram reduzidos adequadamente. Adicionalmente, em alguns casos é necessário realizar o refino
do material para controlar os elementos indesejados. Por fim, esse trabalho teve como objetivo
realizar uma revisão da literatura sobre o processo de produção de ferro silício a fim foi possível
de compreender as particularidades deste processo produtivo.
Abstract
Among the metallurgical segments, transformation metallurgy stands out, which consists of
processes to obtain products with greater added value. These processes focus on modifying the
properties of metals through physical, chemical and mechanical processes. The addition of metal
alloys, usually ferroalloys, is used to improve properties such as strength, hardness, ductility and
corrosion resistance. These alloys are composed mainly of iron and at least one alloying element
such as manganese, silicon, chromium, nickel and others. Ferrosilicon (FeSi) is one of the most
widely used alloys and is used as a source of silicon for other processes such as metallothermal
reduction, steel deoxidation, manufacturing of metallic silicon and in the production of other
alloys. The most common types have 15%, 45%, 75% and 90% silicon, with the remaining
percentage composed of iron and other elements such as aluminum and calcium. FeSi is produced
through the carbothermic reduction of silica and iron oxide in submerged arc electric furnaces.
The commonly used raw materials are quartz, coal or metallurgical coke, and an iron source. The
type of furnace commonly used for the production of ferrosilicon is the alternating current
electric arc furnace with three electrodes arranged in a triangular shape. These electrodes are
submerged in the load and are intended to direct the electric current to the load. The reaction
zone can reach up to 2000ºC and occurs at the end of the electrodes, requiring proper positioning.
After the reaction process, the molten metal and slag are removed through channels that are
constantly opened and closed at the bottom of the furnace. Although it is a process with low slag
generation, slag formation occurs due to impurities present in the raw materials, such as
aluminum oxide, calcium, and others, which were not adequately reduced. Additionally, in some
cases it is necessary to refine the material to control unwanted elements. Finally, it was possible
to understand the particularities of this production process, but the need for technological
innovation and current scientific research is highlighted so that there is greater competitiveness
and sustainability of this production.
Palavras-chave
Ferroligas, Ferro silício, Redução carbotérmica, Forno elétrico a arco submerso, Ferroalloys, Ferrosilicon, Carbothermal reduction, Submerged arc electric furnace
Citação
ALVES, Ana Laura Medeiros. Revisão da literatura sobre o processo de produção de ferro silício (FeSi). 2025. 19 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
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