Taljenje-silicijeve kovine 98 brez žlindre: zasnova polnjenja, reducenti in kontrola stopnje

Kaj pomeni postopek brez žlindre-za Silicon Metal 98

Kovinski silicij 98 zajema razrede za taljenje, katerih vsebnost silicija je 99 odstotkov ali tik pod njim, z železom, aluminijem in kalcijem, ki se držijo do tesnih stropov. Postopek brez žlindre-je bolj-načrtovalska disciplina kot en sam dodatek: peč se napaja tako, da nečistoče bodisi vstopijo v kovino bodisi odidejo z od-plinom, tako da je treba črpati malo ali nič tekoče žlindre, jo ohladiti in odstraniti. Praktične pridobitve so večje pridobivanje silicija, manjša specifična poraba energije in breme, ki ga je lažje vzdrževati stabilno.

Zato je treba silicijev dioksid, namenjen za kemično-taljenje, izbrati izjemno previdno. Proizvajalci iščejo visoko vsebnost silicijevega dioksida, nizke in dosledne ravni nečistoč, ustrezno mehansko trdnost, zadostno toplotno stabilnost in porazdelitev velikosti delcev, ki ohranja polnitev peči prepustno za plin.

Viri kremena in kremena: čistost, trdnost in velikost

Naravni silicijev dioksid se pojavlja kot samostojen kremenčev mineral, kot kameni kremen ali kot peščenjak, v katerem so zrna silicijevega dioksida cementirana skupaj. Ne glede na izbrani vir mora material preživeti toplotni šok na vrhu peči, ne da bi se zdrobil v drobce. Drobni delci blokirajo pretok plina in prisilijo operaterja, da dvigne položaje elektrod, kar zapravlja energijo in destabilizira reakcijsko območje.

Visoka vsebnost silicijevega dioksida, pri čemer so železo, aluminij in kalcij tako nizki, kot dovoljuje usedlina.

Visoka mehanska trdnost, tako da je naboj odporen na rokovanje in toplotni udar.

Zadostna toplotna stabilnost, da se breme pri visoki temperaturi ne zlomi v prah.

Mešanica nadzorovane velikosti delcev, ki uravnava reaktivno površino in prepustnost plina.

Dosledna kemija od serije do serije, ker je peč nastavljena na recept z enim polnjenjem.

Nečistoče v silicijevem dioksidu gredo po različnih poteh skozi peč. Nekateri se med taljenjem popolnoma reducirajo, nekateri se oddajo kovini kot spojine, nekateri pa tvorijo žlindro. Ravno zato pot brez žlindre-zahteva surovino, ki vsebuje čim manj materiala, ki-tvori žlindro: vsak gram aluminijevega oksida ali kalcijevega oksida, ki vstopi v polnilo, je treba odstraniti iz kovine ali pa se kopičiti kot žlindra in noben rezultat ni brezplačen.

Reducenti ogljika: fiksni ogljik, pepel in hlapne snovi

Glavna redukcijska sredstva, ki se uporabljajo za kemično taljenje silicija, so naftni koks, smolno oglje in oglje. Da bi povečali upornost polnila in izboljšali njegovo kemično aktivnost, proizvajalci mešajo tudi premogov koks, pol-koks, nizko-temperaturni koks, modro oglje in lesne sekance. Ogljikov material je določen predvsem glede vezanega ogljika, pepela, hlapnih sestavin in vlage.

Lastnost reducenta	Zaželena smer	Učinek na polnjenje-brez žlindre
Fiksni ogljik	visoko	Manj skupnega reducenta, potrebnega na tono silicija
pepel	Nizka	Manj nečistoč, ki vstopajo v polnjenje, in manj žlindre
Hlapne komponente	Zmerno in dosledno	Predvidljiva reaktivnost ogljika in stabilno delovanje peči
Vlaga	Nizek in stabilen	Stabilna odpornost na polnjenje in stabilna vhodna moč
Upornost	visoko	Boljše električno obnašanje in globlja potopitev elektrod
Poroznost	visoko	Večja reakcijska površina in večji izkoristek silicija

Visoka vsebnost vezanega ogljika pomeni, da je potrebna manjša masa reducenta, kar neposredno zmanjša obremenitev nečistoč, ki jo prenaša ogljik. Visoka upornost in velika poroznost povečata upor naboja kot celote in ker je upor naboja odvisen predvsem od ogljikove komponente, izbira reduktorja določa, kako globoko lahko elektrode sedijo in kako veliko postane reakcijsko območje. Porozno, kemično aktivno oglje daje večji izkoristek silicija za enako vloženo moč.

Nizka količina pepela je tisto, kar omogoča kampanjo-brez žlindre, ker je pepel glavni prenašalec oksidov,-ki tvorijo žlindro, v peč. Visoko hlapna snov ima nasprotni učinek kot visoko vezani ogljik: vsebnost ogljika se razredči s plinom, ki se sprosti nad reakcijsko cono, ne da bi pri tem opravil redukcijsko delo, zato se reducent porabi manj učinkovito in ga je potrebno več za enako proizvodnjo silicija.

Nadzor stopnje: Sestava kovinskega silicija 98 in sorodnih stopenj

Kovinski silicij je razvrščen glede na vsebnost silicija in največjo dovoljeno količino železa, aluminija in kalcija v skladu z nacionalno specifikacijo kovinskega silicija GB/T 2881. Spodnja tabela navaja razrede, s katerimi se najpogosteje trguje, vključno z 98-odstotno skupino kovinskega silicija, ki jo predstavlja razred 553.

Ocena	Si (%, min.)	Fe (%, največ)	Al (%, največ)	Ca (%, največ)
Silicijeva kovina 1101	99.79	0.1	0.1	0.01
Silicijeva kovina 2202	99.58	0.2	0.2	0.02
Silicijeva kovina 3303	99.37	0.3	0.3	0.03
Silicijeva kovina 411	99.4	0.4	0.1	0.1
Silicijeva kovina 421	99.3	0.4	0.2	0.1
Silicijeva kovina 441	99.1	0.4	0.4	0.1
Silicijeva kovina 551	98.9	0.5	0.5	0.1
Silicijeva kovina 553	98.7	0.5	0.5	0.3

Koda stopnje je okrajšava za zgornje meje nečistoč. Razred 553 dovoljuje železo in aluminij do 0,5 odstotka vsakega in kalcij do 0,3 odstotka, silicij pa ostane pri 98,7 odstotka ali več, zato je vlečni konj družine 98-odstotnih kovin silicija. Stopnja 441 sprejema enako raven železa, vendar zadržuje nižjo vsebnost aluminija in kalcija, stopnji 2202 in 3303 pa poostrita vse meje hkrati za delo, kjer je prevodnost ali kemija na koncu toka občutljiva.

Dodatne sestave in razpone velikosti delcev je mogoče izdelati po naročilu, vendar se logika brez žlindre-ne spremeni: čistejši kot je naboj, lažje je vzdrževati nizko kakovost brez uporabe dodatnega rafiniranja ali obdelave žlindre.

Praksa taljenja: upornost, reaktivnost in pridobivanje silicija

V kampanji-brez žlindre operater upravlja tri povezane spremenljivke. Upornost naboja določa, kako se električna energija porazdeli v peči. Reaktivnost ogljika določa, kako hitro se silicijev dioksid zmanjša in koliko silicija ostane v od-plinu v obliki prahu. Prepustnost bremena določa, ali lahko plin enakomerno uhaja ali kanalizira skozi polnjenje in odvaja toploto.

Ker so vsi trije nadzorovani s silicijevim dioksidom in reducentom in ne z dodatki, se nadzor kakovosti začne v rudniku in koksarni. Stabilen vir rude in dosledna mešanica reducentov zagotavljata stabilno peč, stabilna peč pa je tista, ki omogoča, da ostane izkoristek silicija visok, medtem ko je analiza točilne vrednosti znotraj enega pasu kakovosti.

Pogosto zastavljena vprašanja

V: Kaj je kovinski silicij 98?
To je družina talilnih-silicijevih kovin z vsebnostjo silicija pri ali tik pod 99 odstotki, ki jo predstavljajo stopnje, kot je 553, v kateri sta železo in aluminij omejena na 0,5 odstotka, kalcij pa 0,3 odstotka.

V: Zakaj je za kovinski silicij 98 prednost-proces brez žlindre?
Zadrži več silicija v kovini in manj v žlindri, zmanjša specifično porabo energije, zniža stroške ravnanja in odlaganja žlindre ter daje stabilnejšo obremenitev peči.

V: Katere surovine so potrebne za kemično taljenje silicija?
Vir silicijevega dioksida z visoko vsebnostjo silicijevega dioksida in nizko vsebnostjo nečistoč ter ogljikovim reducentom, kot je naftni koks, smolno oglje ali oglje, pogosto mešano z drugimi koksi in lesnimi sekanci.

V: Kako reducent vpliva na pridobivanje silicija?
Visoka vsebnost vezanega ogljika zmanjša maso potrebnega reducenta, medtem ko visoka upornost in poroznost poglobita potopitev elektrode in povečata reakcijsko cono, kar oboje poveča pridobivanje silicija.

V: Zakaj je vsebnost pepela pomembna v reducentu ogljika?
Pepel prenaša žlindro,-ki tvori okside v peč. Nizka količina pepela pomeni manj žlindre, manj nečistoč v kovini in obremenitev, ki ostane bližje delovanju brez žlindre.

V: Kateri standard opredeljuje stopnje kovinskega silicija?
Stopnje so določene v nacionalni specifikaciji kovinskega silicija GB/T 2881, ki določa najmanjšo vsebnost silicija in največjo vsebnost železa, aluminija in kalcija za vsako oznako stopnje.