Trong môi trường công nghiệp, hợp kim canxi silic chủ yếu được sản xuất thông qua quá trìnhquá trình khử cacbon nhiệttrong các lò điện hồ quang-lắp chìm trong nước lớn. Phương pháp sử dụng nhiều năng lượng-này tương tự như phương pháp được sử dụng cho các hợp kim sắt khác.
Quá trình cốt lõi liên quan đến việc sử dụng carbon (thường ở dạng than đá, than cốc hoặc than củi) làm chất khử để tách silicon và canxi từ nguồn oxit thô của chúng ở nhiệt độ cực cao. Sau đây là bảng phân tích từng bước-từng{2}}bước:
1. Chuẩn bị nguyên liệu:
Các nguyên liệu chính được lựa chọn và pha trộn cẩn thận:
Nguồn silic:Thạch anh hoặc thạch anh có độ tinh khiết cao-, cung cấp silicon.
Nguồn vôi:Vôi sống-chất lượng cao (đá vôi nung), cung cấp canxi.
Chất khử:Một vật liệu chứa cacbon như than đá, than cốc hoặc than củi.
Thông thường, một lượng nhỏ sắt hoặc thép phế liệu được thêm vàođể tạo thuận lợi cho phản ứng và điều chỉnh thành phần hợp kim cuối cùng.
2. Luyện kim trong lò hồ quang-ngập nước:
Hỗn hợp nguyên liệu thô đã trộn được liên tục đưa vào một lò nung điện hình tròn có lót vật liệu chịu lửa. Ở đây, các điện cực than chì mạnh được đặt chìm trong vật nặng (điện tích vật liệu).
Một hồ quang điện cực mạnh được tạo ra giữa các điện cực và lò sưởi, tạo ra nhiệt độ giữa1600 độ và 2000 độ (2912 độ F - 3632 độ F).
Ở nhiệt độ này, cacbon làm giảm oxit silic và canxi. Quá trình này phức tạp vì canxi có áp suất hơi cao, nghĩa là nó có xu hướng bay hơi ở nhiệt độ này. Sự có mặt của silicon giúp ổn định và giữ lại canxi trong hợp kim nóng chảy.
3. Khai thác và truyền:
Định kỳ, một lỗ vòi ở đáy lò được mở ra.
Hợp kim canxi silic nóng chảy, đặc hơn, chảy ra một cái muôi.
Sản phẩm phụ-nhẹ hơn là xỉ canxi silicat nổi lên trên và được tách ra.
Sau đó, hợp kim nóng chảy được đúc vào khuôn hoặc tạo hạt/tạo viên bằng cách sử dụng- tia nước áp suất cao để tạo ra các hạt nhỏ, đồng nhất để dễ sử dụng trong các quy trình sản xuất thép sau này.
4. Nghiền & Định cỡ (đối với sản phẩm đúc):
Nếu đúc thành lợn hoặc thỏi, hợp kim đã nguội sẽ được nghiền nát và sàng lọc thành các phần kích thước cụ thể theo yêu cầu của khách hàng (ví dụ: 0-10mm, 10-50mm).
Thách thức công nghiệp chính:
Khó khăn chính trong sản xuất là quản lý sự biến động của canxi. Lò phải hoạt động với lớp tích điện sâu, "ngâm" để duy trì các điều kiện nhiệt độ và áp suất cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc hòa tan hơi canxi trở lại silicon nóng chảy, tạo thành hợp kim ổn định. Kiểm soát chính xác hỗn hợp nguyên liệu thô, nhiệt độ và vận hành lò là rất quan trọng để đạt được hiệu quả và đạt được cấp mục tiêu (ví dụ Ca 28-32%, Si 58-62%).
