Escòria-Fusió lliure de silici metall 98: disseny de càrrega, reductors i control de grau

Què significa un procés lliure d'escòria- per al silici metall 98

El silici metall 98 cobreix graus de fosa el contingut de silici dels quals es troba al 99 per cent o just per sota, amb ferro, alumini i calci subjectats a sostres estancs. Un procés-lliure d'escòria és una disciplina de disseny de càrrega-en lloc d'un únic additiu: el forn s'alimenta de manera que les impureses entren al metall o surtin amb el-gas de sortida, de manera que s'ha d'aprofitar, refredar i eliminar poca o cap escòria líquida. Els guanys pràctics són una major recuperació de silici, un menor consum específic d'energia i una càrrega que és més fàcil de mantenir estable.

Per tant, la sílice destinada a la fosa de grau -químic s'ha de seleccionar amb una cura inusual. Els productors busquen un alt contingut de diòxid de silici, nivells d'impureses baixos i consistents, una resistència mecànica adequada, una estabilitat tèrmica suficient i una distribució de la mida de les partícules que mantingui la càrrega del forn permeable al gas.

Fonts de quars i sílice: puresa, força i mida

El diòxid de silici natural es presenta com a mineral de quars autònom, com a quars de roca o com a gres en què els grans de sílice es cimenten. Sigui quina sigui la font escollida, el material ha de sobreviure al xoc tèrmic a la part superior del forn sense esmicolar-se en fins. Les fines bloquegen el flux de gas i obliguen l'operador a elevar les posicions dels elèctrodes, cosa que malgasta energia i desestabilitza la zona de reacció.

Alt contingut en diòxid de silici, amb ferro, alumini i calci tan baixos com ho permet el dipòsit.

Alta resistència mecànica perquè la càrrega resisteixi la manipulació i el xoc tèrmic.

Suficient estabilitat tèrmica perquè la càrrega no es fracturi en pols a alta temperatura.

Una barreja de mida de partícula controlada que equilibra la superfície reactiva amb la permeabilitat del gas.

Química coherent de lot a lot, perquè el forn està ajustat a una recepta de càrrega.

Les impureses de la sílice segueixen diferents camins a través del forn. Alguns es redueixen completament durant la fosa, alguns informen al metall com a compostos i alguns generen escòries. És precisament per això que una ruta lliure d'escòries-exigeix ​​una matèria primera que porti el mínim possible de material de formació-d'escòries: cada gram d'alúmina o òxid de calci que entra a la càrrega s'ha d'eliminar del metall o acumular-se com a escòria, i cap resultat és gratuït.

Reductors de carboni: Carboni fix, cendres i volàtils

Els principals agents reductors utilitzats per a la fosa química de silici són el coc de petroli, el carbó vegetal i el carbó vegetal. Per augmentar la resistivitat de la càrrega i millorar la seva activitat química, els productors també barregen coc de carbó, semi-coc, coc de baixa-temperatura, carbó blau i estelles de fusta. El material carbònic s'especifica sobretot en carboni fix, cendres, components volàtils i humitat.

Propietat reductora	Direcció preferida	Efecte sobre una càrrega gratuïta d'escòria-
Carboni fix	Alt	Es necessita menys reductor total per tona de silici
Ash	Baixa	Menys impureses que entren a la càrrega i es forma menys escòria
Components volàtils	Moderat i coherent	Reactivitat del carboni previsible i funcionament estable del forn
Humitat	Baixa i estable	Resistència de càrrega estable i entrada de potència estable
Resistivitat	Alt	Millor comportament elèctric i immersió més profunda dels elèctrodes
Porositat	Alt	Major superfície de reacció i major recuperació de silici

Carboni fix elevat significa que es requereix una massa menor de reductor, que redueix directament la càrrega d'impureses transportada amb el carboni. L'alta resistivitat i l'alta porositat augmenten la resistència de la càrrega en el seu conjunt, i com que la resistència a la càrrega depèn principalment del component carbònic, l'elecció del reductor regeix la profunditat que es poden asseure els elèctrodes i la mida de la zona de reacció. Un carbó porós i químicament actiu dóna un major rendiment de silici per a la mateixa potència d'entrada.

La baixa cendra és el que fa possible una campanya-sense escòria, perquè la cendra és el principal transportador d'escòries-formant òxids al forn. La matèria alta volàtil té l'efecte contrari a l'elevat carboni fix: el contingut de carboni es dilueix pel gas que s'allibera per sobre de la zona de reacció sense realitzar treballs de reducció, de manera que el reductor es consumeix de manera menys eficient i es necessita més per a la mateixa sortida de silici.

Control de grau: composició de silici metall 98 i graus relacionats

El silici metall es classifica pel contingut de silici i pel ferro, alumini i calci màxims permesos, seguint l'especificació nacional de silici metall GB/T 2881. La taula següent enumera els graus comercialitzats amb més freqüència, inclòs el grup de silici metall del 98 per cent representat pel grau 553.

Grau	Si (%, min)	Fe (%, màxim)	Al (%, màxim)	Ca (%, màxim)
Silici metall 1101	99.79	0.1	0.1	0.01
Silici metall 2202	99.58	0.2	0.2	0.02
Silici metall 3303	99.37	0.3	0.3	0.03
Silici metall 411	99.4	0.4	0.1	0.1
Silici metall 421	99.3	0.4	0.2	0.1
Silici metall 441	99.1	0.4	0.4	0.1
Silici metall 551	98.9	0.5	0.5	0.1
Silici metall 553	98.7	0.5	0.5	0.3

El codi de grau és una abreviatura per als sostres d'impureses. El grau 553 permet ferro i alumini fins a un 0,5 per cent cadascun i calci fins a un 0,3 per cent, deixant el silici al 98,7 per cent o millor, per això és el cavall de batalla de la família de metalls de silici del 98 per cent. El grau 441 accepta el mateix nivell de ferro, però manté l'alumini i el calci més baixos, i els graus 2202 i 3303 apreten tots els límits alhora per al servei on la conductivitat o la química aigües avall són sensibles.

Es poden produir composicions addicionals i rangs de mida de partícules per encàrrec, però la lògica-lliberada d'escòries no canvia: com més neta sigui la càrrega, més fàcil serà mantenir un grau ajustat sense recórrer a un refinament addicional o un tractament d'escòries.

Pràctica de fosa: resistivitat, reactivitat i recuperació de silici

En una campanya-lliure d'escòria, l'operador gestiona tres variables enllaçades. La resistivitat de càrrega estableix com es distribueix l'energia elèctrica al forn. La reactivitat del carboni determina la rapidesa amb què es redueix la sílice i la quantitat de silici que deixa en el gas-de sortida en forma de pols. La permeabilitat de càrrega estableix si el gas pot escapar de manera uniforme o si es canalitza a través de la càrrega i malgasta calor.

Com que tots tres es controlen a través de la sílice i el reductor en lloc d'afegir, el control de qualitat comença a la mina i al pati de coc. Una font de mineral estable i una barreja reductora consistent ofereixen un forn estable, i un forn estable és el que permet que la recuperació de silici es mantingui alta mentre l'anàlisi de l'aixeta es manté dins d'una banda de grau.

Preguntes freqüents

P: Què és el silici metàl·lic 98?
És la família de metalls de silici de grau{0}}de fosa amb un contingut de silici del 99 per cent o just per sota, representat per graus com el 553, en què el ferro i l'alumini tenen un límit del 0,5 per cent cadascun i el calci al 0,3 per cent.

P: Per què es prefereix un procés lliure d'escòria-per al silici metall 98?
Manté més silici al metall i menys a l'escòria, redueix el consum específic d'energia, redueix el cost de manipulació i eliminació de l'escòria i proporciona una càrrega del forn més estable.

P: Quines matèries primeres es necessiten per a la fosa química de silici?
Una font de sílice amb un alt contingut de diòxid de silici i baixes impureses i un reductor carboní com el coc de petroli, el carbó vegetal o el carbó vegetal, sovint barrejat amb altres cocs i estelles de fusta.

P: Com afecta el reductor a la recuperació de silici?
El carboni elevat redueix la massa de reductor necessària, mentre que l'alta resistivitat i porositat aprofundeixen la immersió de l'elèctrode i amplien la zona de reacció, ambdós augmentant la recuperació de silici.

P: Per què és important el contingut de cendra en el reductor de carboni?
La cendra transporta l'escòria-formant òxids al forn. Poca cendra significa menys escòria, menys impureses al metall i una càrrega que es manté més a prop del funcionament-sense escòria.

P: Quina norma defineix els graus de silici metall?
Els graus s'estableixen a l'especificació nacional de silici metall GB/T 2881, que fixa el contingut mínim de silici i el màxim de ferro, alumini i calci per a cada codi de grau.