من المعتقد عمومًا أن التفاعل الكيميائي لصهر سبائك سيليكون الكالسيوم يتم التعبير عنه على النحو التالي
CaO+SiO2+3C→CaSi+3CO↑
ومع ذلك، عند درجات الحرارة المرتفعة، يشكل الجير والسيليكا أولًا خبث سيليكات الكالسيوم بنقطة انصهار منخفضة، مما يجعل من الصعب تنفيذ تفاعل اختزال الكربون. يحتوي الكالسيوم على نقطة غليان منخفضة ويتطاير بسهولة لإنتاج بخار الكالسيوم. ويتم تقليل SiO2 إلى SiO (غاز)، وبالتالي يتم تفريغ الغاز من الفرن لثاني أكسيد الكربون، والكالسيوم (الغاز) وSiO (الغاز). فقدان الكالسيوم والسيليكون في غاز الفرن حوالي 10% لكل منهما. SiO (الغاز) وCa (الغاز) من خلال طبقة المواد مع تفاعل الكربون، معظم التحويلات إلى CaC2 وSiC، وبالتالي فإن الاختزال الكربوني لتفاعل صهر سبائك السيليكون الكالسيوم - مهم. أكسيد الكالسيوم والسيليكا مع الكربون عند درجة حرارة عالية لتوليد CaC2 وSiC، هو إنتاج منتجات وسيطة من سبائك السيليكون الكالسيوم. في نهاية المطاف يبقى بعضها في الخبث، لذلك فإن إنتاج سبائك سيليكات الكالسيوم هو صهر الخبث. يتم تحقيق الإنتاج الصناعي الكبير لسبائك سيليكات الكالسيوم باستخدام CaC2 كمنتج انتقالي. كثافة سبائك السيليكون الكالسيوم أصغر قليلاً من الخبث، وتتركز عملية صهر سبائك السيليكون الكالسيوم بشكل أساسي في الجزء العلوي من المجمع المنصهر، وهي خصائص صهر سبائك السيليكون الكالسيوم. وينبغي اتخاذ تدابير خاصة لفصله عن الخبث عند خروجه من الفرن. وفقًا للتحليل أعلاه، هناك ثلاثة أنواع من العمليات لصهر سبائك سيليكا الكالسيوم بطريقة (اختزال) حرارة الكربون الكهربائية، وهي طريقة الشحن المختلط وطريقة الشحن الطبقي وطريقة كربيد الكالسيوم. تعد طريقة (الاختزال) الحرارية بالسيليكون الكهربائي أيضًا إحدى طرق إنتاج سبائك سيليكا الكالسيوم.
طريقة الشحن المختلطة
تُعرف أيضًا بطريقة -الخطوة الواحدة. يتم خلط السيليكا والجير وعامل الاختزال الكربوني (بما في ذلك فحم الكوك والفحم الحجري والفحم البيتوميني والكتل الخشبية) جيدًا بنسب محسوبة ثم يتم إضافتها إلى الفرن الكهربائي. التفاعل المركب هو CaO+SiO2+3C==CaSi+3CO↑
بسبب CaO وSiO2، من السهل توليد خبث سيليكات الكالسيوم ذو نقطة انصهار منخفضة، ودرجة حرارة حوض الانصهار المنخفضة، بحيث يصعب تنفيذ تفاعل التخفيض أعلاه. لذلك، من الضروري زيادة كمية الكربون (10% إلى 30% أعلى من القيمة المحسوبة)، بحيث يتم إذابة توليد CaC2 وSiC في الخبث، من أجل تحسين نقطة انصهار الخبث واللزوجة، بحيث يصل حوض الصهر إلى درجة الحرارة المطلوبة للتفاعل. ومع ذلك، فإن توليد SiC وCaC2، بحيث يرتفع الجزء السفلي من الفرن وينشأ ورم في جدار الفرن، يمكنك إضافة السيليكا لتدمير الكربيد، والحصول على السبائك. صيغة رد الفعل لها هي
CaC2+SiO2==CaSi+2CO↑
2SiC+SiO2==3سي+2CO↑
يجب أن يتم التفاعل المذكور أعلاه عند درجة حرارة عالية (حوالي 2000 درجة أو أعلى). كلما ارتفعت درجة الحرارة، أصبح من الأسهل تدمير الكربيد، وقل عدد الكربيد المتبقي في الفرن، مما يساعد على توليد السبائك. لذلك، حاول تحسين درجة حرارة منطقة التفاعل في الفرن، وهي مركز صهر سبائك سيليكون الكالسيوم. في كل مرة تخرج فيها الطاقة، يقوم الأول بإضافة كمية صغيرة من خليط السيليكا والكربون المختزل إلى الفرن لتدمير الكربيد المتبقي في قاع الفرن لمنع ارتفاع قاع الفرن. هذه الطريقة سهلة التشغيل، ولكن كمية الخبث كبيرة ومعدل استرداد الكالسيوم والسيليكون منخفض. الطريقة المختلطة لإنتاج خبث سبائك السيليكون والكالسيوم هي تقريبًا: SiC 22٪ ~ 28٪، CaC210٪ ~ 20٪، SiO212٪ ~ 20٪، CaO30٪ ~ 45٪، Al2O32٪ ~ 3٪، FeO حوالي 0.5٪، MgO حوالي 0.3٪. كل طن من الكالسيوم-ينتج خبث سبائك السيليكون 1.0 ~ 1.5 طن. الكالسيوم-سبائك السيليكون التي تحتوي على Ca أكبر من أو يساوي 24% ~ 28%، Si حوالي 60%. يستهلك إنتاج 1 طن من سبائك السيليكون- الكالسيوم (24% Ca كأساس) حوالي 2300 كجم من السيليكا، وحوالي 1200 كجم من الجير، وحوالي 1100 كجم من فحم الكوك، وحوالي 180 كجم من الفحم، وحوالي 500 كجم من الفحم البيتوميني، وحوالي 70 كجم من الخشب، وحوالي 200 كجم من معجون الأقطاب الكهربائية، وتبلغ الطاقة الكهربائية حوالي 14,500 كيلوواط ساعة. معدل استرداد الكالسيوم هو 35% إلى 43%، ومعدل استرداد السيليكون هو 59% إلى 62%.
طريقة الشحن الطبقات
إنها في الأساس طريقة صهر-بخطوة-خطوة. الخطوة الأولى هي مرحلة زيادة درجة حرارة الفرن. بعد تفريغ الفرن العلوي، يتم تفريغ القطب. بعد تنشيط الفرن وقصفه، قم بإزالة الكتل الصلبة، وتنظيم سطح المادة، وربط العيون للتهوية. الفرن يعمل بكامل طاقته. يتم استخدام القوس لتسخين قاع الفرن مباشرة، وتدمير الكربيدات المتراكمة ذات نقطة الانصهار العالية، من أجل التحكم في معدل ارتفاع قاع الفرن وإطالة دورة الصهر للفرن. الخطوة الثانية هي مرحلة صهر كربيد الكالسيوم. عند زيادة درجة حرارة الفرن، يتم خلط الجير وفحم الكوك أو الأنثراسيت المطلوب لهذا الفرن بشكل جيد ويتم إضافتهم جميعًا حول القطب الكهربائي. التفاعل الكيميائي الرئيسي بين CaO وC عند درجة حرارة عالية هو
CaO+3C==CaC2+CO↑
عندما يتجاوز محتوى CaC2 في الخبث 31%، أي أن توليد الأسيتيلين لكل كيلوجرام من الخبث يتجاوز 60-70 لترًا، يمكن بدء خطوة الصهر التالية. الخطوة الثالثة هي تفاعل السيليكا مع CaC2 لإنتاج مرحلة CaSi. يضاف خليط السيليكا وفحم الكوك والفحم الذي فيه SiO2 وكربيد الكالسيوم لينتج التفاعل الكيميائي كما يلي
CaC2+SiO2==CaSi+2CO↑
يعتمد نجاح أو فشل العملية على التفاعل في الفرن
إذا كنت مهتما، يرجى الاتصال بنا أدناه.
الوسم : عملية إنتاج الكالسيوم-سبائك السيليكون، الصين عملية إنتاج الكالسيوم-مصنعي سبائك السيليكون والموردين والمصانع, سبيكة للهيكل غير المتبلور, سبيكة للرسم, سبيكة للهيكل الليفي, سبيكة لطلاء البلاتين, سبيكة للتخفيف, عالي نقاء سبيكة السيليكون
