PRINCIPLE ET TECHNIQUE PROCESSUS DE
PRODUCTION SILICOCALCIUM
Xu Faire demi-tour
(Capital Acier Mouldans Ferroalliage Bifurquer, Pékdans 100023, Chine)
Abstract Il discute le physicochimique principle de produire silicocaleium et présente quatre types de domestique et étranger techniques, tel comme, mélange processusususus, deux étapes
processusususus,trancherprocessusususetélectrosilicothermique processusususus. Le destavantages et avantages de le au-dessus de mentionné techniques sont tous explained. Il met en avant le principal contradictions dansproduire silicocalciqueique und comme Bien comme c'est amélioration mesures. Tranchage processususus est a gentil de technique dans produire silicocalciqueique à travers domestique exploration. It points dehors que gret échelle quatreneaux et le application de trancher processususus est le fondamental chemdans pour silicocalcium production.
Mots clés silicocalciqueique, technique processusususus, principe,équipement
L'alliage silicium-calcium est un éliminateur d'oxygène et un désulfurant idéal pour la fusion d'acier de haute qualité, et c'est un alliage traité au calcium qui doit être utilisé pour l'acier de coulée continue, en particulier pour la coulée continue d'acier contenant de l'aluminium, afin d'empêcher la bouche de coulée de se gonfler. (en boucle). L'ajout d'un alliage silicium-calcium à l'acier pendant le processus de fabrication de l'acier peut modifier le comportement des inclusions résiduelles dans l'acier, réduire la teneur en inclusions dans l'acier et améliorer les propriétés mécaniques de l'acier. C'est un agent purifiant utilisé dans la production d'acier de haute pureté. Au cours des vingt dernières années, des améliorations significatives ont été apportées à la méthode et au processus d'ajout d'un alliage silicium-calcium à l'acier en fusion. Le processus d'injection d'alliage en vrac dans la poche et d'injection de poudre (métallurgie par pulvérisation) dans la poche a maintenant été amélioré pour utiliser du fil fourré de poudre de silicium-calcium pour alimenter la poche ou le four d'affinage LF via un dévidoir de fil. L'adoption de la technologie d'alimentation en fil améliore considérablement le taux d'utilisation de l'élément calcium dans l'acier en fusion.
Le procédé de fusion des alliages silicium-calcium a été développé avec succès par la société française BOZEL au début du 20e siècle. Elle est divisée en quatre méthodes : méthode en deux étapes, méthode d'alimentation mixte, méthode d'alimentation en couches (méthode en couches) et méthode électrosilicothermique. Le processus de fusion par alimentation en couches a été étudié avec succès par l'usine originale de ferroalliage de Pékin en 1964. Les avantages exceptionnels du nouveau processus sont une faible consommation d'énergie, un long cycle de service du four et une qualité de produit élevée. Jusqu'à présent, la production d'alliages silicium-calcium à l'aide du nouveau procédé en couches représente encore plus de 50 % de la production totale en Chine, et son exploitation est difficile. Jusqu'à présent, elle ne peut être réalisée que sur des fours électriques dont la capacité du transformateur est égale ou inférieure à 1,5 MVA. Les fours électriques d'une capacité de 1,5 MVA ou plus en Chine sont tous produits selon une méthode hybride et la capacité de leur transformateur est généralement inférieure à 3,6 MVA. Par rapport aux pays industriels avancés, il existe un écart important dans les indicateurs de processus de production, de qualité des produits, de consommation d'énergie, de protection de l'environnement et de capacité des fours électriques du silicium-calcium en Chine, en particulier en ce qui concerne la capacité des fours électriques. Il n'y a pas de production de fours électriques au silicium-calcium supérieurs à 6 MVA en Chine, et la petite capacité des fours électriques est l'un des principaux facteurs limitant le développement des produits au silicium-calcium en Chine. La consommation d'énergie de fusion des grands fours électriques au silicium et au calcium d'une capacité de 10 MVA et plus dans les pays étrangers est maintenue à un niveau de 10 000 kWh/t, et le corps du four a une durée de vie de plus d'un an. À l'heure actuelle, la Shaanxi Shenghua Smelting and Chemical Company construit un grand four électrique au silicium-calcium de 30 MVA, qui sera le four électrique au silicium-calcium de la plus grande capacité en Chine une fois achevé et opérationnel.
figue.1.Rapports entre température asd gratuit energy de silico- Californielcium lequel Et et Ca réduit par Californierbon
D'après la figure 1, on peut voir que la variation d'énergie libre standard de la réaction de réduction dans le four à silicate de calcium augmente avec la valeur négative de △ G à mesure que la température augmente. Plus la valeur négative de △ G est grande, plus la réaction chimique est forte et elle se déroule à une vitesse de réaction plus rapide vers la droite. Sur cette base, les principales réactions dans le four à alliages silicium-calcium et les situations possibles seront analysées et discutées.
La figure 1 montre que pendant le processus de fusion, dans des conditions de basse température du four, une équation de réaction chimique (1) est d'abord générée, qui est réalisée dans des conditions de teneur élevée en carbone et de basse température du four. Cela indique que la génération de SiC dans le four est inévitable dans le processus de production de silicate de calcium par la méthode mixte. De la figure 1 ou des réactions (12) et (14), on peut voir que la réaction de décomposition et de réduction du SiC ne peut être effectuée qu'à des températures élevées supérieures à 1875 ℃ ou 2115 ℃, ce qui indique qu'il n'est pas facile de le décomposer et de le détruire. SiC avec CaO et SiO₂ après sa formation. Le point de fusion du SiC est de 2 540 ℃ et il cristallise souvent préférentiellement dans les scories par rapport aux autres composants. La plupart du SiC s'accumulera au fond du four. Lors du fonctionnement du processus, des efforts doivent être déployés pour réduire la génération de SiC dans le four, afin que le matériau du four puisse pénétrer rapidement dans la zone à haute température, maintenir la température du four et contrôler la progression de l'équation de réaction (1).
D'après la figure 1 et les équations de réaction (2) et (7), on peut voir que la réaction consistant à utiliser CaC ₂ pour réduire SiO ₂ afin de générer du CaSi et le taux négatif de changement d'énergie libre augmente rapidement avec l'augmentation de la température, indiquant que les réactions dans les fours (2) et (7) sont plus faciles à réaliser. Il est possible d'utiliser d'abord du CaO pour générer du CaC₂ dans le four ou d'utiliser du CaC₂ supplémentaire comme agent réducteur pour produire un alliage silicium-calcium.
D'après la figure 1 et l'équation de réaction (3), on peut voir que le SiO ₂ dans le four est partiellement réduit en SiO et que la valeur d'énergie libre négative augmente rapidement, ce qui facilite la réalisation de la réaction de génération de SiO. Cependant, le SiO produit est sujet à la volatilisation et à la perte, il est donc nécessaire de maintenir une certaine épaisseur de couche de matériau lors de la production pour absorber le SiO gazeux et le transformer en Si ou SiC, améliorant ainsi le taux de récupération de l'élément Si.
From reaction equation (4) and Figure 1, it can be seen that in the presence of iron, the reaction of reducing CaO and SiO ₂ with carbon can start at a lower temperature. The slope of line (4) is the highest, and the chemical reaction will proceed at a faster rate to the right, indicating that the presence of iron is beneficial for the production of silicon-calcium alloys. It is the theoretical basis for producing silicon calcium alloys and low-grade silicon calcium alloys.
La réaction (5) indique qu'en présence de carbone, la pente de la variation d'énergie libre de la réaction de SiO ₂ et CaC ₂ produisant du CaSi ₂ est supérieure à celle de la réaction (2) et des autres lignes de variation d'énergie libre produisant du CaSi ₂ et Alliages CaSi, indiquant que la valeur négative de Δ G Å ° augmente plus rapidement avec la température. Sous certaines conditions, cette réaction jouera un rôle majeur dans la production d’alliages silicium-calcium.
La réaction (6) est une réaction dans laquelle SiO₂ est réduit par le carbone seul pour former Si. Il fonctionne à des températures plus élevées.
Les réactions (8) et (10) indiquent que lorsque CaO et SiO ₂ sont réduits avec du carbone pour fondre des alliages silicium-calcium, des éléments SiC et Ca à l'état de vapeur seront générés. Leur température théorique de réaction de départ est légèrement inférieure à la température nécessaire pour générer du CaSi₂. Cette théorie est applicable au processus de production d'alliages silicium-calcium sans la participation de CaC ₂ à la réaction. Lorsqu'il y a un excès de carbone dans la charge du four, la réaction (8) se déroule facilement et la conséquence est une perte importante de vapeur de calcium par volatilisation. Lorsque la température est supérieure à 1 702 ℃, il est possible de réduire directement CaO et SiO ₂ par le carbone pour produire un alliage CaSi sans utiliser le produit intermédiaire CaC ₂ dans la production d'un alliage silicium-calcium. Il s'agit de la réaction physico-chimique de base et de la base théorique pour la production d'alliages silicium-calcium par la méthode d'alimentation mixte. La température requise pour cette réaction chimique est supérieure à celle de la méthode d'alimentation en couches utilisant CaC ₂ comme intermédiaire.
Reaction (15) indicates that it is extremely difficult to directly reduce CaO with carbon to generate calcium silicate. Reaction (16) indicates that CaC ₂ is less easily destroyed by CaO.Analyse du diagramme de phase de 2 alliages silicium-calcium
La relation entre la température et la composition du nouveau diagramme de phase de l'alliage silicium-calcium est illustrée à la figure 2.From the phase diagram, it can be seen that Si and Ca can form three types of silicon calcium compounds, namely Ca ₂ Si, CaSi, and CaSi ₂, with melting points of 1314 ℃, 1224 ℃, and 1040 ℃ (decomposition temperature), respectively. From the thermodynamic data analysis of physicochemical reactions, it can be concluded that CaSi ₂ has the highest negative reaction free energy and stability. This indicates that its calcium vapor pressure is low and the evaporation loss during the production process is small. If viewed from the physical properties of silicon calcium, its melting point is low, which is beneficial for product separation. From the composition analysis of the product standards for producing silicon calcium alloys (Ca28% -31%, Si55% -65%), its melting point is about 1030 ℃, which is beneficial for product fluidity.
Comparaison des méthodes de production et des caractéristiques des processus de 3 alliages silicium-calcium
La production industrielle d'alliage silicium-calcium adopte actuellement quatre méthodes de traitement au pays et à l'étranger : méthode de mélange (méthode en une étape), méthode en deux étapes, méthode de stratification et méthode électrosilicothermique.
figue.2 Nouveau phase diagram de silicocalciqueium
3.1 Méthode de mélange
Également connue sous le nom de « méthode en une étape », il s'agit du processus consistant à charger de la chaux sèche, de la silice et un agent réducteur de carbone bien pesés et uniformément mélangés dans un four à arc submergé, et à utiliser des processus tels que le pilonnage, la ventilation et la calcination pour produire les alliages silicium-calcium contenant 55 % à 60 % de Si et 28 % à 31 % de Ca.
La principale réaction chimique de cette méthode est l’équation (10), qui est multipliée par 5 pour obtenir l’équation suivante :
CaO()+2SiO₂)+5C (g)=CaSi₂ ()+5CO (g)
△ G θ = 2039972-1032,8 T J/mol · CO T on = 1702 ℃
Du point de vue de la thermodynamique chimique, il est évident que la réaction ci-dessus doit exister, mais la réaction doit être effectuée à haute température.
En production réelle, la situation est plus complexe en raison de l'ajout de CaO dans le four.
EtO ₂ est un mélange sujet aux réactions de scories suivantes :
2CaO+SiO₂=SiO₂ · 2CaO
△ Gθ=- 144348-13,97 T
A large amount of low melting point slag is formed, and this silicate can only be decomposed and reduced at high temperatures above 2300 ℃. The slagging reaction reduces the activity of CaO and SiO ₂ in equation (10), while the formation of low melting point slag reduces the temperature of the reaction zone, making the reaction of generating CaSi ₂ (10) more difficult to carry out.
Pour augmenter la température du four, une méthode d'augmentation du point de fusion des scories est adoptée, qui consiste à ajouter un excès de carbone au matériau du four pour favoriser les réactions (1) et (9).
EtO ₂ (s)+3C (g)=SiC (s)+2CO (g) T ouvert=1235 ℃ CaO (s)+3C (m)=CaC ₂+CO (g) T ouvert=1864 ℃
(1) Les composants à point de fusion élevé SiC (point de fusion 2 540 ℃) et CaC ₂ (point de fusion 2 300 ℃) générés par la réaction pénètrent dans les scories, augmentant le point de fusion des scories et la température de formation des scories pour obtenir la température élevée requise pour la réaction. (10) pour continuer.
Du fait de la génération et du dépôt de SiC et CaC₂ en fond de four, le fond du four remonte, ce qui nécessite la mise en oeuvre des réactions (2) et (12), à savoir :
CaC₂+SiO₂=CaSi+2COT T on=1433 ℃
2SiC+SiO ₂=3Si+2CO1 T ouvert=2076 ℃
Détruire les carbures générés dans le four pour contrôler la montée du fond du four et générer l’alliage silicium-calcium requis. Ceci doit être réalisé en ajoutant régulièrement une portion de silice séparément au four. Ci-dessus sont les principes et les méthodes de processus sur lesquels repose la méthode hybride, avec les caractéristiques suivantes :
(1) Le fonctionnement du processus est simple et l’état du four est facile à comprendre.
(2) Due to the slag formation reaction of calcium silicate, the slag amount increases and the recovery rate of Ca and Si elements is low.
(3) L'ajout excessif de carbone réduit la résistance spécifique du matériau du four, rend difficile l'insertion des électrodes vers le bas, desserre la couche de matériau à l'embouchure du four, provoque une perte de chaleur importante dans le four et il existe de nombreux phénomènes de effondrement du matériau et évacuation en cas d'incendie à l'embouchure du four.
(4) Due to the fact that SiC is easier to generate than CaC ₂ and is difficult to break down, the slag contains more SiC. This type of slag has a higher density than the alloy and is located in the lower part of the alloy. The melting point of SiC in the slag is very high, which crystallizes before other components in the slag and deposits at the bottom of the furnace, forming furnace nodules with SiC skeleton, causing the furnace bottom to continuously rise and shortening the production cycle. The furnace cycle of the mixed method is generally 3 months in foreign countries, and the cycle of the rotating furnace body can reach more than 6 months. When the mixed method process is used for production in China, the furnace service cycle is generally 20-30 days.
Le processus en deux étapes consiste d'abord à mélanger de la chaux de haute qualité avec du CaO ≥ 80 % et un agent réducteur de carbone selon la formule de réaction (9).
CaO (.)+3C (q)=CaC ₂ (s)+CO (g)
Pour produire du carbure de calcium, le CaC2 est d'abord raffiné dans un four électrique, puis le CaC₂ produit est refroidi et broyé. Ensuite, une quantité correspondante de silice et d'agent réducteur de carbone est ajoutée pour produire un alliage silicium-calcium dans un autre four électrique. La principale réaction chimique est la suivante : CaC ₂ (s)+2SiO ₂ ()+2C (g)=CaSizc)+4CO (g). Ce processus évite le contact entre CaO et SiO ₂ lors de l'opération d'alimentation, résolvant ainsi les problèmes de faible température de formation des scories et la difficulté d'augmenter la température du four. Cette méthode ne nécessite pas l'ajout excessif d'agents réducteurs de carbone et évite essentiellement l'accumulation de carbures dans le four et la montée du fond du four, permettant une production continue du four sans arrêt périodique. Cependant, ce procédé présente les inconvénients suivants :
(1) Deux fours électriques et équipements associés sont nécessaires (un four pour la production de carbure de calcium et un four pour la production d'un alliage silicium-calcium).
(2) Consommation d’énergie globale élevée et utilisation déraisonnable de l’énergie thermique. En tant que matière première du four électrique Stöð 2, le carbure de calcium doit être refroidi, refondu et chauffé, ce qui consomme beaucoup d'énergie thermique. De plus, le processus de concassage du carbure de calcium est sujet à l’absorption d’eau et à la pulvérisation, ce qui entraîne d’importantes pertes mécaniques par concassage.
(3) Exigences strictes en matière d’humidité dans les matières premières. Étant donné que le carbure est facile à absorber l'eau et à se décomposer pour produire de l'acétylène gazeux (CaC ₂ + 2H ₂ O = Ca (OH) ₂ + C ₂ H ₂ T), l'agent réducteur carboné ajouté doit être cuit et séché avant d'être mis dans le fourneau. De plus, le taux d'utilisation des matières premières est faible et une grande quantité de Ca (OH) ₂ générée après décomposition est également introduite, ce qui entraîne une mauvaise perméabilité à l'air du four électrique. Le CaC₂ décomposé par l'humidité peut provoquer une décharge explosive et dangereuse de C₂H₂, entraînant une détérioration des conditions de travail.
3.3 Méthode d'alimentation en couches
By comprehensively comparing the advantages and disadvantages of the mixed method and two-step method, and based on the principles of silicon calcium alloy production, the original Beijing Ferroalloy Factory gradually explored and created a new silicon calcium alloy production process in production practice, namely the layered feeding method (layered method).
Le principe de base de la méthode de stratification est de modifier le processus d'alimentation dans le même four à arc submergé, de sorte que le processus de fusion en deux étapes puisse être réalisé dans un seul four électrique. Du point de vue du fonctionnement du procédé, il est possible de réduire le contact entre CaO et SiO ₂ pour générer des scories de silicate de calcium à bas point de fusion, éliminant ainsi le besoin d'une opération excessive au charbon pour réduire la formation de SiC, réduire le phénomène de dépôt de carbure dans les scories au fond du four, et prolonger le cycle de fusion du four électrique. La mesure consiste à ajouter d'abord de la chaux et un agent réducteur de carbone dans le même four pour générer du CaC ₂, puis à ajouter du SiO ₂ (silice) au four à l'état chaud pour détruire le CaC ₂. En termes simples, il s'agit d'abord de faire fondre du carbure de calcium produisant peu de gaz dans le four, sans que le carbure de calcium liquide ne sorte du four, puis d'ajouter de la silice au carbure de calcium liquide pour générer un alliage silicium-calcium. Ce nouveau procédé améliore considérablement le taux d'utilisation de l'électricité et réduit la consommation électrique unitaire des produits finis.
L'usine originale de ferroalliage de Pékin a commencé à raffiner l'alliage silicium-calcium en utilisant un nouveau procédé en couches sur un four électrique de 0,4 MVA en 1964, obtenant de bons résultats en améliorant le taux de récupération des éléments et en réduisant la consommation d'énergie. Depuis quarante ans, l'usine utilise la méthode de stratification pour la production. En mars 1982, ce nouveau procédé fut appliqué à un four électrique de 1 MVA et obtint de bons résultats. Les indicateurs de production d'alliage silicium-calcium pour cette usine et une usine nationale sont répertoriés dans le tableau 1.
La caractéristique du processus de fonctionnement de la méthode de stratification est que chaque four est divisé en trois étapes de fusion : la première étape est le chauffage et la combustion à sec du fond du four après le piquage, au cours desquels aucun nouveau matériau n'est fondamentalement ajouté au four, et le le temps est d'environ 1/6 et 1/8 du temps total de fusion du four ; La deuxième étape est la formation de carbure de calcium (CaC ₂), dans laquelle toute la chaux et l'agent réducteur de carbone nécessaires à la fusion du carbure de calcium de faible qualité sont versés en une seule fois dans la zone à haute température autour de l'électrode pour la fusion du carbure de calcium.
In recent years, there have been reports in foreign literature on the production of silicon-calcium alloys using the approximate layering method. West Germany reported that the former Soviet Union successfully first generated CaC ₂ from CaO in a large electric furnace, and then added quartz and other carbon to form alloys. Reference [5] also introduces a method for smelting calcium silicate slag with the highest possible amount of dissolved CaC ₂. First, the lime and carbon required to generate CaC ₂ are added, and then CaC ₂ and SiO ₂ are reacted to form an alloy until the CaC ₂ in the slag decreases. Then, lime and carbon are added again to generate CaC ₂. This is consistent with the theoretical basis of layered feeding pioneered by the original Beijing Ferroalloy Factory as early as 1964. The author believes that the "layered feeding method", a new process for smelting silicon calcium alloy, should continue to be studied and improved, and strive to promote its application in large electric furnaces, which will definitely achieve greater economic benefits.
4CaO+6Si (micro ionisation)+Fe ₂ Si=2CaSi ₂ Fe ₂ Si+2CaO · SiO ₂
Grâce à la présence d'une certaine quantité de fer dans l'alliage, la réaction se déroule facilement, évitant la génération de carbures susceptibles de provoquer une élévation du fond du four pendant la production. L'efficacité de la production est élevée et permet d'obtenir une production périodique. Cependant, en raison de la présence d’une certaine quantité de fer dans la matière première, seuls des alliages silicium-calcium de faible qualité peuvent être produits.
La principale contradiction dans la production d'alliage silicium-calcium - montée du fond du four et arrêt périodique
Au cours du processus de production de silicate de calcium, le fond du four s'élève et est obligé de s'arrêter périodiquement, ce qui limite l'amélioration de la productivité et augmente considérablement la consommation électrique unitaire du produit, réduisant ainsi les avantages économiques. Il s’agit donc d’un problème clé que les entreprises nationales de production de silicium-calcium doivent étudier et résoudre de toute urgence. Depuis de nombreuses années, les entreprises nationales produisent des alliages silicium-calcium dans de petits fours électriques. Le cycle de production de la méthode de stratification est généralement de 10 à 12 mois, généralement de 7 à 8 mois, et le cycle de production de la méthode mixte est généralement d'environ 1 mois.
Afin de prolonger le cycle de production du four électrique en alliage silicium-calcium et de contrôler la montée du fond du four, l'usine originale de ferroalliage de Pékin a réalisé une section chaude du four électrique silicium-calcium pendant le processus de production, observé la montée du fond et du four. morceau, puis échantillonné et analysé leur composition chimique et leur structure pétrographique. Les résultats sont présentés dans le tableau 2.
Tableau 2 Composition chimique du fond du four et du morceau de four%
Tab. 2 Chemical composition of furniture retention and bottom%
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Analyse pétrographique des nodules de fond de four :
(1) Le minéral principal est le SiC, uniformément réparti et dense, avec une teneur volumique de 60 à 65 %.
(2) Les cristaux forment des cristaux à la fois idiomorphes et semi-idiomorphes.
(3) D'autres minéraux comprennent β CaO · SiO ₂, avec des particules relativement fines, comblées dans les lacunes de SiC, avec une teneur d'environ 5 % à 10 % ; La teneur en CaC₂ varie de 1% à 5%.
Le reason for the formation of furnace bottom nodules is due to the presence of reactions (1) and (9) in the furnace during the production process. When there is a large amount or uneven distribution of carbon reducing agents, it causes local high carbon content in the reaction zone inside the furnace. When the furnace temperature is not high, reactions (1) and (9) are promoted, producing a large amount of SiC (melting point 2500 ℃) and CaC ₂ (melting point 2300 ℃). These high melting point components exist in the slag. When the furnace temperature decreases, SiC and CaC ₂ crystallize preferentially over other components of the slag. In addition, due to the fact that the specific gravity of the slag in the production of silicon calcium alloy is greater than the specific gravity of the alloy, SiC first precipitates at the bottom of the furnace as a skeleton, and CaC ₂ combines with each other as fillers to form high melting point furnace nodules, causing the furnace bottom to continuously rise, forcing the electrode to lift up, and the melting zone inside the furnace to continuously move up, resulting in deterioration of the furnace condition, Finally, the furnace was forced to shut down.
Une fois le four arrêté, il est nécessaire de refroidir d'abord le four électrique (généralement en pulvérisant de l'eau dans le four) et de retirer tous les matériaux condensés du four et les matériaux fondus. Ensuite, réparez le revêtement du four et le trou de coulée, puis séchez à nouveau le four pour alimenter un nouveau four de fusion. Ce processus prend généralement 2 à 3 jours, consommant non seulement une grande quantité de matériaux, mais dissipant également toute l'énergie thermique accumulée dans le four.
Pour prolonger le cycle de production du four électrique, les mesures suivantes ont été prises :
(1) La méthode en couches est utilisée pour la production d’alliage silicium-calcium. En termes de fonctionnement du processus, des mesures telles que la combustion à sec du fond du four après décharge, une élévation précoce de la température et un braisage sont adoptées pour favoriser l'augmentation de la température du four et lisser la décomposition chimique du CaC₂ et du SiC. Avec un fonctionnement correct, le cycle de fusion peut durer jusqu'à 10 à 12 mois.
(2) Opération stricte, sélection d'agents réducteurs de carbone de haute qualité avec une résistance plus élevée, dosage approprié (généralement dosage de carbone théorique), mélange uniforme, garantissant une insertion profonde des électrodes et des conditions normales du four pendant le processus de fusion.
Lors de l'utilisation de la méthode mixte de fusion, la teneur en carbone dans la charge du four est de 1,1 à 1,2 fois la teneur théorique en carbone, dans le but de générer une certaine quantité de SiC et de CaC dans les scories pour améliorer le point de fusion des scories. Ensuite, un ajout partiel de SiO₂ (silice) est utilisé pour détruire le CaC₂ dans la scorie, afin de ralentir la remontée du fond du four.
(3) Après la coulée, n’ajoutez pas de nouveaux matériaux au four et allumez-le immédiatement. Contactez l'arc avec le carbure sur le fond du four, brûlez à sec le fond du four et utilisez une température élevée pour favoriser la réaction de destruction du carbure, ralentissant ainsi la montée du fond du four.
(4) Ajouter du fer au four et le convertir en un alliage silicium-calcium de faible qualité pour détruire les nodules du fond du four principalement composés de SiC.
Afin d'explorer la loi de conversion, en mai 1978, l'Institut du fer et de l'acier d'origine de Pékin et l'usine de ferroalliage d'origine de Pékin ont mené une expérience pour convertir 45 % de ferrosilicium à partir d'un alliage silicium-calcium, puis convertir 45 % de ferrosilicium en alliage de ferrosilicium.
L'essai a été réalisé sur un four électrique d'une capacité de 0,4 MVA. Les résultats expérimentaux montrent qu'il est tout à fait possible d'adopter la méthode de conversion de 45 % de ferrosilicium pour réduire le fond du four, éliminer la production périodique d'alliage silicium-calcium, économiser de l'électricité et réduire les travaux de nettoyage fastidieux. Cependant, en raison de certains problèmes liés aux ventes de ferrosilicium à 45 % et à l'approvisionnement en ferraille d'acier, cette mesure n'a pas été promue à l'époque.
Ajout de FeO en production pour endommager le fond du four SiC : FeO+SiC=FeSi+CO ↑
Lors de la production, de petites couches sont utilisées à intervalles réguliers pour endommager le fond du four, à savoir :
Extrayez la chaux du lot et ajoutez-la séparément dans la zone « creuset » pour atteindre l'objectif d'utiliser CaO pour détruire le SiC : CaO+SiC=CaSi+CO1
Dans des circonstances appropriées, il est possible de passer à la production de FeSi pendant quelques jours, puis de la convertir en CaSi une fois que la masse du four a diminué. L'effet est bon, mais il existe de nombreux produits intermédiaires.
5.3 Entretien et utilisation des trous de taraudageEn raison du soufflage d'oxygène et de l'érosion d'une grande quantité de scories de silicate de calcium pendant le processus de coulée, les dommages causés à l'orifice de coulée sont importants, ce qui entraîne des difficultés à bloquer les yeux et met même en danger le cycle de vie du four, nécessitant un entretien régulier. Afin de prolonger sa durée de vie, un entretien quotidien est très important.
(1) Ajoutez plus de matériaux carbonés aux boules de boue bloquées pour réduire l'oxydation de la bouche du four causée par le soufflage et l'aspiration d'oxygène.
(2) Essayez d'utiliser un ciseau en acier pour percer le four pendant la décharge afin de réduire l'oxydation du trou du four provoquée par l'utilisation d'oxygène.
(4) Des matériaux spéciaux tels que des briques de carbone et de magnésium, des briques de jade en acier allié, du graphite, etc. peuvent être utilisés pour fabriquer des bouches en fer, mais le coût est relativement élevé et peut être déterminé en fonction de ses propres indicateurs techniques et économiques.
5.4 Sélection du diamètre du cercle polaire
Lors de la sélection du diamètre du cercle central du pôle, on ne peut pas se fier uniquement aux calculs théoriques. En raison de la conception différente du réseau court et des pertes électriques de chaque four, la puissance effective absorbée dans le four ne peut pas être la même. Par conséquent, lors de la sélection du diamètre du cercle central du pôle, il doit également être déterminé en fonction du gradient de la tension de phase effective. Par exemple, la comparaison du cercle central du pôle avant et après l'ajustement de la tension de phase effective pour le four 1* de l'usine de silicium-calcium CaoDian du Sichuan en avril 2002 est présentée dans le tableau 3.
