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ORCID:  http://orcid.org/0009-0008-7610-112X
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Revisão da literatura sobre o processo de produção de ferro silício (FeSi)
Author: Alves, Ana Laura Medeiros
First Advisor: Vieira, Luiz Gustavo Martins
First member of the Committee: Malagoni, Ricardo Amâncio
Second member of the Committee: Bernardes, Diego de Sousa
Summary: 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.
Keywords: Ferroligas
Ferro silício
Redução carbotérmica
Forno elétrico a arco submerso
Ferroalloys
Ferrosilicon
Carbothermal reduction
Submerged arc electric furnace
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: 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.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46012
Date of defense: 9-May-2025
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