เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าปฏิกิริยาทางเคมีของการถลุงโลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนจะแสดงดังนี้
CaO+SiO2+3C→CaSi+3CO↑
อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิสูง ปูนขาวและซิลิกาจะก่อตัวเป็นตะกรันแคลเซียมซิลิเกตที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ซึ่งทำให้ยากต่อการดำเนินการปฏิกิริยาการลดคาร์บอน แคลเซียมมีจุดเดือดต่ำและระเหยได้ง่ายจนเกิดไอแคลเซียม และ SiO2 จะลดลงเหลือ SiO (แก๊ส) ดังนั้นก๊าซที่ระบายออกจากเตาจึงกลายเป็น CO, Ca (แก๊ส) และ SiO (แก๊ส) แคลเซียมและซิลิคอนในเตาแก๊สจะสูญเสียก๊าซประมาณ 10% กัน SiO (แก๊ส) และ Ca (แก๊ส) ผ่านชั้นวัสดุที่มีปฏิกิริยาคาร์บอน ซึ่งส่วนใหญ่จะเปลี่ยนเป็น CaC2 และ SiC ดังนั้นรีดักแทนท์คาร์บอนของปฏิกิริยาของการถลุงโลหะผสมแคลเซียม-จึงมีความสำคัญ แคลเซียมออกไซด์และซิลิกาที่มีคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้าง CaC2 และ SiC คือการผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นกลางโลหะผสมแคลเซียมซิลิคอน ในที่สุดบางส่วนยังคงอยู่ในตะกรัน ดังนั้นการผลิตโลหะผสมแคลเซียมซิลิเกตจึงถูกถลุงตะกรัน การผลิตโลหะผสมแคลเซียมซิลิเกตเชิงอุตสาหกรรมจำนวนมากเกิดขึ้นได้ด้วย CaC2 เป็นผลิตภัณฑ์ทรานซิชัน ความหนาแน่นของโลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนมีขนาดเล็กกว่าตะกรันเล็กน้อย กระบวนการถลุงโลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนโดยทั่วไปจะเข้มข้นในส่วนบนของสระหลอมเหลว ซึ่งเป็นลักษณะของโลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนที่ถลุง ควรใช้มาตรการพิเศษเพื่อแยกออกจากตะกรันเมื่อออกจากเตา จากการวิเคราะห์ข้างต้น มีกระบวนการสามประเภทในการถลุงโลหะผสมแคลเซียมซิลิกาโดยวิธีอิเล็กโทร-ความร้อนคาร์บอน (การลด) กล่าวคือ วิธีการชาร์จแบบผสม วิธีการชาร์จแบบชั้น และวิธีแคลเซียมคาร์ไบด์ วิธีลดความร้อนด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้าซิลิกอนก็เป็นหนึ่งในวิธีในการผลิตโลหะผสมแคลเซียมซิลิกา
วิธีการชาร์จแบบผสม
มีชื่อเรียกอีกอย่างว่าวิธีขั้นตอนเดียว- ซิลิกา มะนาว สารรีดิวซ์คาร์บอน (รวมถึงโค้ก ถ่าน ถ่านหินบิทูมินัส บล็อกไม้) ผสมให้เข้ากันในสัดส่วนที่คำนวณได้ แล้วเติมลงในเตาไฟฟ้า ปฏิกิริยาสังเคราะห์คือ CaO+SiO2+3C==CaSi+3CO↑
เนื่องจาก CaO และ SiO2 ง่ายต่อการสร้างตะกรันแคลเซียมซิลิเกตที่มีจุดหลอมเหลวต่ำและมีอุณหภูมิสระว่ายน้ำหลอมละลายต่ำ ดังนั้นปฏิกิริยารีดักชั่นข้างต้นจึงทำได้ยาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณคาร์บอน (สูงกว่าค่าที่คำนวณได้ 10% ถึง 30%) เพื่อให้การสร้าง CaC2 และ SiC ละลายในตะกรัน เพื่อปรับปรุงจุดหลอมเหลวของตะกรันและความหนืด เพื่อให้แหล่งหลอมเหลวไปถึงอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม การสร้าง SiC และ CaC2 เพื่อให้ด้านล่างของเตาเพิ่มขึ้นและเนื้องอกที่ผนังเตาหลอม คุณสามารถเพิ่มซิลิกาเพื่อทำลายคาร์ไบด์และรับโลหะผสม สูตรปฏิกิริยาของมันคือ
CaC2+SiO2==CaSi+2CO↑
2SiC+SiO2==3Si+2CO↑
ปฏิกิริยาข้างต้นจะต้องดำเนินการที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 2,000 องศาหรือสูงกว่า) ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด ก็ยิ่งทำลายคาร์ไบด์ได้ง่ายขึ้นเท่านั้น คาร์ไบด์ก็จะยังคงอยู่ในเตาเผาน้อยลง ซึ่งเอื้อต่อการสร้างโลหะผสม ดังนั้นพยายามปรับปรุงอุณหภูมิของโซนปฏิกิริยาในเตาเผาซึ่งเป็นศูนย์กลางของการถลุงโลหะผสมแคลเซียมซิลิกอน ทุกครั้งที่หมดพลังงาน คนแรกจะเพิ่มส่วนผสมซิลิกาและรีดักแทนต์คาร์บอนจำนวนเล็กน้อยในเตาเผาเพื่อทำลายคาร์ไบด์ที่เหลือที่ด้านล่างของเตาเพื่อยับยั้งการเพิ่มขึ้นของด้านล่างของเตา วิธีนี้ใช้งานง่าย แต่มีปริมาณตะกรันมากและอัตราการฟื้นตัวของแคลเซียมและซิลิคอนต่ำ วิธีผสมในการผลิตองค์ประกอบของตะกรันโลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนคือประมาณ: SiC 22% ~ 28%, CaC210% ~ 20%, SiO212% ~ 20%, CaO30% ~ 45%, Al2O32% ~ 3%, FeO ประมาณ 0.5%, MgO ประมาณ 0.3% ตะกรันโลหะผสมแคลเซียม-แต่ละตันผลิตได้ 1.0 ~ 1.5 ตัน แคลเซียม-ซิลิกอนอัลลอยด์ที่มี Ca มากกว่าหรือเท่ากับ 24% ~ 28%, Si ประมาณ 60% การผลิตโลหะผสมแคลเซียม-แคลเซียม 1 ตัน (24% Ca เป็นพื้นฐาน) ต้องใช้ซิลิกาประมาณ 2,300 กิโลกรัม ปูนขาวประมาณ 1,200 กิโลกรัม โค้กประมาณ 1,100 กิโลกรัม ถ่านประมาณ 180 กิโลกรัม ถ่านหินบิทูมินัสประมาณ 500 กิโลกรัม ไม้ประมาณ 70 กิโลกรัม ผงอิเล็กโทรดประมาณ 200 กิโลกรัม และพลังงานไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 14,500 กิโลวัตต์ชั่วโมง อัตราการคืนแคลเซียมคือ 35% ถึง 43% และอัตราการคืนสภาพของซิลิคอนคือ 59% ถึง 62%
วิธีการชาร์จแบบหลายชั้น
โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นวิธีการถลุง-ทีละ-ทีละขั้นตอน ขั้นตอนที่ 1 คือขั้นตอนการเพิ่มอุณหภูมิเตาเผา หลังจากปล่อยเตาส่วนบนออกแล้ว อิเล็กโทรดจะถูกปล่อยออก หลังจากเพิ่มพลังและทุบเตาแล้ว ให้เอาก้อนแข็งออก จัดระเบียบพื้นผิวของวัสดุ และมัดตาเพื่อระบายอากาศ เตาทำงานเต็มประสิทธิภาพ ส่วนโค้งถูกใช้เพื่อให้ความร้อนด้านล่างของเตาโดยตรง ทำลายคาร์ไบด์จุดหลอมเหลวสูงที่สะสม เพื่อควบคุมอัตราการเพิ่มขึ้นของด้านล่างของเตาและยืดอายุวงจรการถลุงของเตา ขั้นตอนที่ 2 คือการถลุงขั้นแคลเซียมคาร์ไบด์ เมื่ออุณหภูมิของเตาเผาเพิ่มขึ้น ปูนขาวและโค้กหรือแอนทราไซต์ที่จำเป็นสำหรับเตาเผานี้จะถูกผสมให้เข้ากัน และเติมทั้งหมดรอบๆ อิเล็กโทรด ปฏิกิริยาเคมีหลักระหว่าง CaO และ C ที่อุณหภูมิสูงคือ
CaO+3C==CaC2+CO↑
เมื่อปริมาณ CaC2 ในตะกรันเกิน 31% กล่าวคือ การสร้างอะเซทิลีนต่อตะกรันกิโลกรัมเกิน 60-70 ลิตร ขั้นตอนการถลุงถัดไปสามารถเริ่มต้นได้ ขั้นตอนที่ 3 คือปฏิกิริยาของซิลิกากับ CaC2 ทำให้เกิดระยะ CaSi เติมส่วนผสมของซิลิกา โค้ก และถ่าน โดยมี SiO2 และแคลเซียมคาร์ไบด์ ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี ดังนี้
CaC2+SiO2==CaSi+2CO↑
ความสำเร็จหรือความล้มเหลวของกระบวนการขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาในเตาเผา
หากคุณสนใจโปรดติดต่อเราด้านล่าง
ป้ายกำกับยอดนิยม: กระบวนการผลิตโลหะผสมแคลเซียม-, กระบวนการผลิตของผู้ผลิตโลหะผสมแคลเซียม-ของจีน, ซัพพลายเออร์, โรงงาน, โลหะผสมสำหรับโครงสร้างอสัณฐาน, โลหะผสมสำหรับการวาดภาพ, โลหะผสมสำหรับการเคลือบทองคำขาว, โลหะผสมสำหรับดับ, อัลลอยสำหรับการเคลือบวานาเดียม, โลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนมาตรฐาน
