Bezstruskové-tavení Silicon Metal 98: Design náboje, redukční činidla a kontrola jakosti

Co znamená bezstruskový-proces pro Silicon Metal 98

Křemíkový kov 98 se vztahuje na druhy tavení, jejichž obsah křemíku je 99 procent nebo těsně pod ním, přičemž železo, hliník a vápník se drží na těsných stropech. Bezstruskový-proces je vsázková-disciplína spíše než jediná přísada: pec je přiváděna tak, aby nečistoty buď vstupovaly do kovu, nebo odcházely s odcházejícím-plynem, takže je třeba odpichovat, chladit a likvidovat jen malé množství kapalné strusky nebo žádnou. Praktickými výhodami jsou vyšší výtěžnost křemíku, nižší měrná spotřeba energie a zátěž, která se snadněji udržuje stabilní.

Oxid křemičitý určený pro chemické{0}}tavení proto musí být vybírán s neobvyklou pečlivostí. Výrobci hledají vysoký obsah oxidu křemičitého, nízké a konzistentní úrovně nečistot, odpovídající mechanickou pevnost, dostatečnou tepelnou stabilitu a distribuci velikosti částic, která udržuje vsázku pece propustnou pro plyn.

Zdroje křemene a oxidu křemičitého: čistota, síla a velikost

Přírodní oxid křemičitý se vyskytuje jako samostatný křemenný minerál, jako skalní křemen nebo jako pískovec, ve kterém jsou zrna oxidu křemičitého stmelena dohromady. Ať je zvolen jakýkoli zdroj, materiál musí přežít tepelný šok v horní části pece, aniž by se rozpadl na jemné částice. Jemné částice blokují proudění plynu a nutí operátora zvedat polohy elektrod, což plýtvá energií a destabilizuje reakční zónu.

Vysoký obsah oxidu křemičitého se železem, hliníkem a vápníkem udržovaným tak nízko, jak to nános umožňuje.

Vysoká mechanická pevnost, takže náboj odolává manipulaci a teplotním šokům.

Dostatečná tepelná stabilita, aby se břemeno nerozbilo na prach při vysoké teplotě.

Směs s řízenou velikostí částic, která vyrovnává reaktivní povrch a propustnost pro plyny.

Důsledná chemie od šarže k šarži, protože pec je vyladěna na recepturu jedné vsázky.

Nečistoty v oxidu křemičitém procházejí pecí různými cestami. Některé jsou zcela redukovány během tavení, některé se hlásí ke kovu jako sloučeniny a některé vytvářejí strusku. To je přesně důvod, proč bezstrusková-cesta vyžaduje surovinu nesoucí co nejméně struskotvorného-materiálu: každý gram oxidu hlinitého nebo oxidu vápenatého vstupující do vsázky musí být buď odstraněn z kovu, nebo se nahromadit jako struska, a žádný výsledek není zadarmo.

Uhlíková redukční činidla: Fixní uhlík, popel a těkavé látky

Hlavními redukčními činidly používanými pro chemické tavení křemíku jsou ropný koks, smolné uhlí a dřevěné uhlí. Pro zvýšení měrného odporu vsázky a zlepšení její chemické aktivity výrobci také míchají uhelný koks, polo-koks, nízkoteplotní-koks, modré dřevěné uhlí a dřevěné štěpky. Uhlíkatý materiál je specifikován především na pevný uhlík, popel, těkavé složky a vlhkost.

Vlastnost redukčního činidla	Preferovaný směr	Účinek na strusku-zdarma
Pevný uhlík	Vysoký	Na tunu křemíku je potřeba méně celkového redukčního činidla
Popel	Nízký	Do vsázky vstupuje méně nečistot a tvoří se méně strusky
Těkavé složky	Umírněné a konzistentní	Předvídatelná reaktivita uhlíku a stabilní provoz pece
Vlhkost	Nízká a stabilní	Stabilní odpor nabíjení a stabilní příkon
Odpor	Vysoký	Lepší elektrické chování a hlubší ponoření elektrody
Pórovitost	Vysoký	Větší reakční povrch a vyšší výtěžnost křemíku

Vysoký obsah fixovaného uhlíku znamená, že je zapotřebí menší množství redukčního činidla, což přímo snižuje zatížení nečistotami přenášenými uhlíkem. Vysoký měrný odpor a vysoká porozita zvyšují odpor náboje jako celku, a protože odpor náboje závisí hlavně na uhlíkaté složce, volba redukčního činidla určuje, jak hluboko mohou elektrody sedět a jak velká bude reakční zóna. Porézní, chemicky aktivní uhlík poskytuje vyšší výtěžek křemíku při stejném příkonu.

Nízký obsah popela umožňuje kampaň-bez strusky, protože popel je hlavním nosičem oxidů tvořících strusku-do pece. Vysoce těkavé látky mají opačný účinek než vysoký fixovaný uhlík: obsah uhlíku je zředěn plynem, který se uvolňuje nad reakční zónou bez provedení redukční práce, takže redukční činidlo se spotřebovává méně efektivně a na stejný výstup křemíku je potřeba více.

Kontrola jakosti: Složení Silicon Metal 98 a příbuzných jakostí

Silikonový kov je klasifikován podle obsahu křemíku a podle maximálního přípustného množství železa, hliníku a vápníku podle národní specifikace křemíkového kovu GB/T 2881. Níže uvedená tabulka uvádí nejčastěji obchodované jakosti, včetně skupiny křemíkových kovů s 98 procenty reprezentované jakostí 553.

Stupeň	Si (%, min)	Fe (%, max.)	Al (%, max.)	Ca (%, max.)
Silicon Metal 1101	99.79	0.1	0.1	0.01
Silicon Metal 2202	99.58	0.2	0.2	0.02
Silicon Metal 3303	99.37	0.3	0.3	0.03
Silicon Metal 411	99.4	0.4	0.1	0.1
Silicon Metal 421	99.3	0.4	0.2	0.1
Silicon Metal 441	99.1	0.4	0.4	0.1
Silicon Metal 551	98.9	0.5	0.5	0.1
Silikonový kov 553	98.7	0.5	0.5	0.3

Kód třídy je zkratka pro stropy nečistot. Třída 553 povoluje železo a hliník až 0,5 procenta každý a vápník až 0,3 procenta, takže křemík má 98,7 procenta nebo lepší, což je důvod, proč je tahounem rodiny 98 procent křemíkových kovů. Třída 441 přijímá stejnou hladinu železa, ale udržuje hliník a vápník nižší, a třídy 2202 a 3303 zpřísňují všechny limity najednou pro provoz, kde je vodivost nebo následná chemie citlivá.

Na zakázku lze vyrobit další rozsahy složení a velikostí částic, ale logika bez strusky-se nemění: čím je vsázka čistší, tím snazší je udržet těsnou jakost, aniž byste se museli uchylovat k extra rafinaci nebo úpravě strusky.

Tavicí praxe: Odpor, reaktivita a regenerace křemíku

V kampani-bez strusky operátor spravuje tři propojené proměnné. Odpor náboje určuje, jak je elektrická energie distribuována v peci. Reaktivita uhlíku určuje, jak rychle se oxid křemičitý redukuje a kolik křemíku zanechá ve spalinách-jako prach. Propustnost zátěže určuje, zda plyn může unikat rovnoměrně nebo procházet vsázkou a plýtvat teplem.

Protože všechny tři jsou řízeny pomocí oxidu křemičitého a redukčního činidla spíše než pomocí přísad, začíná kontrola kvality v dole a na koksovně. Stabilní zdroj rudy a konzistentní směs redukčních činidel poskytují stabilní pec a stabilní pec je to, co umožňuje, aby výtěžnost křemíku zůstala vysoká, zatímco analýza odpichu se drží v rámci jednoho pásma.

Často kladené otázky

Otázka: Co je kovový křemík 98?
Jedná se o třídu křemíkového kovu pro tavení-s obsahem křemíku 99 procent nebo těsně pod ním, reprezentovaný jakostmi, jako je 553, ve kterých je železo a hliník omezeny na 0,5 procenta a vápník na 0,3 procenta.

Otázka: Proč je u křemíkového kovu 98 preferován-bezstruskový proces?
Zadržuje více křemíku v kovu a méně ve strusce, snižuje měrnou spotřebu energie, snižuje náklady na manipulaci a likvidaci strusky a poskytuje stabilnější zatížení pece.

Otázka: Jaké suroviny jsou potřebné pro chemické tavení křemíku?
Zdroj oxidu křemičitého s vysokým obsahem oxidu křemičitého a nízkými nečistotami a uhlíkatým redukčním činidlem, jako je ropný koks, smolné dřevěné uhlí nebo dřevěné uhlí, často ve směsi s jiným koksem a dřevěnými štěpky.

Otázka: Jak redukční činidlo ovlivňuje obnovu křemíku?
Vysoký obsah pevného uhlíku snižuje množství potřebného redukčního činidla, zatímco vysoký měrný odpor a poréznost prohlubují ponoření elektrody a zvětšují reakční zónu, což obojí zvyšuje výtěžnost křemíku.

Otázka: Proč je obsah popela důležitý v uhlíkovém redukčním činidle?
Popel nese strusku-vytvářející oxidy do pece. Nízký obsah popela znamená méně strusky, méně nečistot v kovu a zátěž, která zůstává blíže k bezstruskovému-provozu.

Otázka: Která norma definuje jakosti křemíkového kovu?
Typy jsou stanoveny v národní specifikaci křemíkového kovu GB/T 2881, která stanoví minimální obsah křemíku a maximální obsah železa, hliníku a vápníku pro každý kód jakosti.