फेरोसिलिकॉन (FeSi) का उत्पादन सबमर्ज्ड इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (SAF) में उच्च तापमान वाले कार्बोटर्मिक रिडक्शन प्रक्रिया के माध्यम से किया जाता है। यह विधि उच्च सिलिकॉन उपज, नियंत्रित अशुद्धता स्तर और स्थिर बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त करने के लिए अनुकूलित है, यही कारण है कि यह FeSi निर्माण के लिए वैश्विक मानक है।
नीचे एक प्रक्रिया-संचालित स्पष्टीकरण दिया गया है, जो औद्योगिक संयंत्रों के वास्तविक संचालन के अनुरूप है।
1. फर्नेस का प्रकार: सबमर्ज्ड इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (SAF)
फेरोसिलिकॉन खुले आर्क फर्नेस में नहीं बनाया जाता है। इसके लिए एक सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस की आवश्यकता होती है, जिसकी विशेषता है:
- चार्ज में दबे हुए कार्बन इलेक्ट्रोड
- तापमान 1,900-2,000 डिग्री सेल्सियस
- से ऊपर
- निरंतर ठोस-चार्ज फीडिंग
फर्नेस के अंदर कम करने वाला वातावरण
यह सेटअप सिलिका के सिलिकॉन में कुशल कमी को सक्षम बनाता है।
2. फर्नेस में चार्ज की जाने वाली कच्ची सामग्री
- सिलिकॉन स्रोत
क्वार्ट्ज या उच्च-शुद्धता सिलिका (SiO₂)
कम करने के लिए सिलिकॉन प्रदान करता है।
- लौह स्रोत
लौह अयस्क, मिल स्केल, या स्टील स्क्रैप
Fe-Si मिश्र धातु बनाने के लिए लोहा प्रदान करता है।
- कार्बन रिडक्टेंट्स
कोक, कोयला, चारकोल, या लकड़ी के चिप्स
सिलिका और लौह ऑक्साइड से ऑक्सीजन हटाते हैं।
- फ्लक्स (वैकल्पिक)
- चूना पत्थर या अन्य फ्लक्स की थोड़ी मात्रा
स्लैग की तरलता और अशुद्धता को नियंत्रित करता है।
3. FeSi उत्पादन में मुख्य रासायनिक प्रतिक्रियाएंमुक्त सिलिकॉन पिघले हुए लोहे में घुल जाता है, जिससे मुक्त सिलिकॉन धातु के बजाय फेरोसिलिकॉन
बनता है।
4. तापमान और प्रतिक्रिया क्षेत्र नियंत्रण
- SAF के अंदर:ऊपरी क्षेत्र:
- प्रीहीटिंग और आंशिक कमीप्रतिक्रिया क्षेत्र:
- उच्च तापमान सिलिका कमीनिचला क्षेत्र:
पिघला हुआ FeSi और स्लैग पृथक्करण
- का सटीक नियंत्रण:
- बिजली इनपुट
- चार्ज संरचना
इलेक्ट्रोड की स्थिति
- इसके लिए महत्वपूर्ण है:
- सिलिकॉन रिकवरी
- ग्रेड स्थिरता (जैसे, FeSi 65 बनाम FeSi 75)
कम अशुद्धता स्तर।
5. टैपिंग और मिश्र धातु निर्माण
- पर्याप्त पिघला हुआ मिश्र धातु जमा होने के बाद:
- फर्नेस को समय-समय पर टैप किया जाता हैपिघला हुआ फेरोसिलिकॉन
- स्लैग से अलग होकर बाहर निकलता है
स्लैग को संरचना के आधार पर त्याग दिया जाता है या पुनर्नवीनीकरण किया जाता है
- सिलिकॉन सामग्री को इसके द्वारा नियंत्रित किया जाता है:
- SiO₂ / कार्बन अनुपात
- लौह इनपुट
फर्नेस का तापमान और निवास समय।
6. शीतलन, क्रशिंग और साइज़िंग
- टैपिंग के बाद:
- पिघले हुए FeSi को मोल्ड या बेड में डाला जाता है
- दरार को रोकने के लिए धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है
- औद्योगिक आकारों में कुचला और छांटा जाता है:
- लंप्स
- ग्रेन्यूल्स
फाइन या पाउडर
- कण आकार चयन प्रभावित करता है:
- घुलने की दर
- ऑक्सीकरण हानि
स्टीलमेकिंग में सिलिकॉन रिकवरी।
7. गुणवत्ता नियंत्रण और विश्लेषण
- प्रत्येक बैच से गुजरता है:
- रासायनिक संरचना विश्लेषण (Si, C, Al, Ca, P, S)
- कण आकार सत्यापन
दरारें और ऑक्सीकरण के लिए दृश्य निरीक्षण
- औद्योगिक खरीदार इस पर ध्यान केंद्रित करते हैं:
- स्थिर Si प्रतिशत
- कम अशुद्धता भिन्नता
लगातार आकार वितरण।
8. इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस क्यों आवश्यक हैं
- इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस प्रदान करते हैं:
- अत्यधिक उच्च और नियंत्रणीय तापमान
- स्थिर कम करने वाला वातावरण
- स्केलेबल निरंतर उत्पादन
उच्च सिलिकॉन उपज और पुनरावृत्तिSAF तकनीक के बिना, व्यावसायिक-ग्रेड फेरोसिलिकॉन का आर्थिक रूप से उत्पादन नहीं किया जा सकता है
।
9. सारांश: EAF (SAF) में FeSi उत्पादन
- फेरोसिलिकॉन उत्पादन में शामिल हैं:
- क्वार्ट्ज, लौह स्रोत और कार्बन चार्ज करना
- उच्च तापमान कार्बोटर्मिक कमी
- पिघले हुए लोहे में सिलिकॉन का घुलना
- पिघले हुए FeSi की आवधिक टैपिंग
शीतलन, क्रशिंग और साइज़िंगयह प्रक्रिया लागत प्रभावी, उच्च-प्रदर्शन फेरोसिलिकॉन