عملية إنتاج الفيروسيليكون

تتضمن عملية إنتاج الفيروسيليكون اختزال السيليكا (عادةً في شكل كوارتز) بالحديد في فرن القوس الكهربائي. تتميز هذه العملية بدرجة حرارة عالية وتستهلك الكثير من الطاقة. فيما يلي الخطوات المتبعة في إنتاج الفيروسيليكون:

1. **تحضير المواد الخام:** المواد الخام الأولية المستخدمة في إنتاج الفيروسيليكون هي السيليكا (SiO2) والحديد (Fe). يتم الحصول على السيليكا عادة من الكوارتز، في حين يمكن الحصول على الحديد من خام الحديد أو خردة الحديد أو غيرها من المواد التي تحتوي على الحديد. يجب أن تكون المواد الخام ذات حجم مناسب وجاهزة قبل إدخالها إلى الفرن.

2. **شحن الفرن:** يتم شحن المواد الخام المجهزة، وهي عادةً خردة الكوارتز والحديد، إلى فرن القوس الكهربائي. تعتمد نسب السيليكا والحديد المستخدمة على الدرجة المطلوبة من الفيروسيليكون.

3. **الانصهار والاختزال:** داخل فرن القوس الكهربائي، يتم توليد قوس كهربائي مكثف بين أقطاب الكربون والمواد الخام. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة الناتجة عن القوس (غالبًا ما تتجاوز 2000 درجة مئوية أو 3600 درجة فهرنهايت) إلى اختزال السيليكا إلى السيليكون، وذوبان الحديد واتحاده مع السيليكون. تحدث التفاعلات الكيميائية التالية:

  - SiO2 (السيليكا) + 2C (الكربون) → Si (السيليكون) + 2CO (أول أكسيد الكربون)

  - الحديد (الحديد) + سي (السيليكون) → FeSi (الفيروسيليكون)

  عادةً ما يتم تنفيس أو احتجاز أول أكسيد الكربون (CO) الناتج لعمليات صناعية أخرى.

4. **تكوين السبائك:** عند اتحاد السيليكون والحديد، يشكلان الفيروسيليكون، وهو سبيكة صلبة. يتم التحكم في التركيب الدقيق ودرجة الفيروسيليكون عن طريق ضبط نسب المواد الخام وظروف الفرن.

5. **الصب:** بمجرد أن تتشكل سبيكة الفيروسيليكون، يتم استغلالها أو صبها من فرن القوس الكهربائي في قوالب لإنشاء أشكال أو أحجام محددة، اعتمادًا على المنتج النهائي المطلوب. يتم صب الفيروسيليكون في أشكال مختلفة، مثل السبائك أو الحبيبات أو سحقها إلى أحجام أصغر.

6. **التبريد والتصلب:** يبرد الفيروسيليكون المصبوب ويتصلب في القوالب. يمكن أن يؤثر معدل التبريد على البنية المجهرية وخصائص المنتج النهائي.

7. **التكسير والتحجيم:** بعد التصلب، غالبًا ما يتم سحق الفيروسيليكون إلى الحجم أو الشكل المطلوب للجسيمات. يتم إنتاج درجات وأحجام جسيمات مختلفة من الفيروسيليكون لتلبية المتطلبات الصناعية المختلفة.

8. ** التغليف والشحن: ** يتم تعبئة منتجات الفيروسيليكون النهائية لشحنها إلى العملاء. ويمكن تخزينها بكميات كبيرة أو في أكياس، حسب احتياجات العميل.

9. **مراقبة الجودة:** طوال عملية الإنتاج، يتم تطبيق تدابير مراقبة الجودة للتأكد من أن المنتج النهائي يلبي التركيب الكيميائي المحدد والخصائص الفيزيائية التي يطلبها العملاء.

يعد إنتاج الفيروسيليكون عملية معقدة وتستهلك الكثير من الطاقة، ولكنها ضرورية لمختلف التطبيقات الصناعية، وخاصة في صناعات الصلب والمسبك. قد تختلف التفاصيل المحددة للعملية اعتمادًا على المعدات والتكنولوجيا المستخدمة من قبل الشركات المصنعة المختلفة والدرجة المطلوبة من الفيروسيليكون.

المواصفات