عملية إنتاج الفيروزيليكون

يتضمن إنتاج الفيروسيليكون الاختزال الكربوني للسيليكا (عادة في شكل كوارتز) ومصادر الحديد في فرن القوس المغمور (SAF). يمكن تلخيص العملية في الخطوات التالية:

تحضير المواد الخام: المواد الخام الرئيسية المطلوبة لإنتاج الحديدوزيليكون هي الكوارتز (السيليكا) ومصادر الحديد. عادة ما تكون السيليكا على شكل كوارتزيت أو رمل كوارتز ، في حين أن مصادر الحديد قد تشمل خام الحديد أو قصاصات الحديد أو مقياس مطحنة الصلب. يتم اختيار هذه المواد الخام ومزجها بعناية لتحقيق محتوى السيليكون المطلوب في منتج الفيروسيليكون النهائي.

شحن فرن القوس المغمور: يتم تحميل الخليط المحضر من السيليكا ومصادر الحديد في فرن القوس المغمور. الفرن عبارة عن وعاء مغلق مبطن بالحرارة مصمم للعمل في ظل ظروف مغمورة ، مما يعني أن المواد المشحونة مغطاة بالكامل بخبث موصل كهربائيًا.

التسخين والاختزال: يضاف الكربون على شكل فحم الكوك أو فحم أنثراسايت أيضًا إلى الشحنة كعامل اختزال. يتم بعد ذلك تنشيط فرن القوس المغمور ، ويمر تيار كهربائي عبر ثلاثة أقطاب من الجرافيت تمتد إلى الفرن. تؤدي المقاومة الكهربائية الناتجة عن الشحنة والأقطاب الكهربائية إلى تسخين المواد إلى درجات حرارة عالية جدًا ، تتراوح عادةً بين 2000 و 2300 درجة مئوية (3632 إلى 4172 درجة فهرنهايت).

في درجات الحرارة المرتفعة هذه ، تحدث عدة تفاعلات:

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

يقلل الكربون من السيليكا (SiO2) لإنتاج السيليكون (Si) وغاز أول أكسيد الكربون (CO) ، كما أنه يقلل من أكسيد الحديد (Fe2O3) لإنتاج الحديد (Fe) وغاز أول أكسيد الكربون (CO).

تشكيل سبائك الحديدوزيليكون: يتحد السيليكون والحديد المنتجان في تفاعلات الاختزال لتشكيل سبيكة الفيروسيليكون. يتراوح محتوى السيليكون في السبيكة عادةً من 15٪ إلى 90٪ ، اعتمادًا على الدرجة المرغوبة من السيليكون الحديدي.

تكوين وفصل الخبث: تتفاعل مواد الشوائب الموجودة في المواد الخام ، مثل الرماد والشوائب ، مع التدفق (الجير أو الدولوميت) المضاف إلى الشحنة لتشكيل خبث سائل. يطفو الخبث فوق سبيكة الفيروسيليكون المنصهرة ويحميه من الأكسدة أثناء العملية.

التنصت والصب: بمجرد اكتمال عملية الاختزال وتشكيل السبيكة ، يتم سحب السليكون الحديدي المنصهر من الفرن ويصب في قوالب. قد تختلف القوالب في الحجم والشكل ، اعتمادًا على التطبيق المقصود ومتطلبات العميل.

التبريد والتصلب: يسمح للفيروسيليكون المنصهر في القوالب بالتبريد والتصلب. بعد التصلب ، يتم تقسيم المادة إلى قطع أصغر ، مثل الكتل أو الحبوب ، اعتمادًا على السوق أو التطبيق المقصود.

التكسير والغربلة والتعبئة والتغليف: يتم سحق السيليكون الحديدي المتصلب إلى نطاق حجم الجسيمات المطلوب باستخدام الكسارات ثم غربلة لضمان التوحيد. يتم بعد ذلك تعبئة المنتج النهائي للسيليكون الحديدي وجاهز للتوزيع على مختلف الصناعات.

من الضروري ملاحظة أنه يمكن تحسين عملية الإنتاج وتعديلها بناءً على الدرجة المحددة من السيليكون الحديدي المطلوب والمعدات المستخدمة في مرافق التصنيع المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، قد تستخدم بعض مرافق الإنتاج تقنيات متقدمة لتعزيز كفاءة الطاقة وتقليل التأثير البيئي أثناء عملية الإنتاج.

تخصيص

لماذا ريدسون