فرو سیلیسیم

تاکنون بیش از دویست نوع کانی مختلف حاوی سیلیس شناسایی شده‌است ولی مهمترین کانی‌هایی که در فرایند تولید فروسیلیسیم مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از :

• کوارتزیت
• کوارتز

کوارتز و کوارتزیت مورد استفاده در تولید فروسیلیسیم باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:

• میزان اکسید سیلیسیم در آن حداقل ۹۷ درصد باشد.
• میزان ناخالصی‌های موجود از جمله آلومینا، اکسید کلسیم در حداقل مقدار ممکن و کمتز از نیم درصد باشد.
• نقطه ذوب بالایی داشته و پس از ذوب نیز گرانروی آن زیاد باشد.
• دارای پایداری حرارتی بالایی باشد.

از میان ویژگی‌های بالا پایداری حرارتی و نقطه ذوب از اهمیت زیادی برخوردار است.

احیا سیلیس در کوره توسط کربن انجام می‌شود. از مواد کربنی متنوعی در فرایند تولید فروسیلیسیم می‌توان استفاده کرد، ولی خواص عمومی مواد مناسب به شرح زیر می‌باشد: میزان خاکستر آن در کمترین حالت باشد. بالا بودن میزان خاکستر باعث افزایش ناخالصی‌های محتوی در محصول می‌گردد. استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی آن‌ها زیاد بوده تا در حین حمل ونقل، شارژ به کوره و در حین عبور از مناطق مختلف حرارتی خرد نشود. در غیر این صورت تخلخل شارژ و متعاقب آن قابلیت نفوذ گاز کاهش می‌یابد مقاومت الکتریکی بالایی داشته باشند. دارای قدرت واکنش پذیری زیادی باشند. با توجه به ویژگی‌های ذکر شده موادی که در این فرایند قابل استفاده می‌باشند عبارتند از:

• کک متالورژیکی
• کک نفتی
• کک گازی
• زغال سنگ
• زغال قهوه ای
• زغال چوبی
• تراشه چوب

هریک از این مواد تنها برخی از خواص لازم را دارا می‌باشند و مجموعه ویژگی‌ها در هیچ‌یک از مواد بالا به تنهایی وجود ندارد.

قسمتی از آهن مورد نیاز در محصول توسط خاکستر مواد احیا کننده و هم چنین پوسته الکترود تأمین می‌شود ولی در هر حال برای تأمین آهن نیاز به استفاده از مواد حامل آهن در مخلوط شارژ وجود دارد. با توجه به این که موادآهنی حجم کمی از مخلوط شارژ را در بر می‌گیرد، ویژگی‌های این مواد در مقایسه با سایر مواد مصرفی در کوره از اهمیت چندانی برخوردار نیست. تنها عاملی که در انتخاب ماده مناسب مؤثر است ترکیب شیمیایی است که ناخالصی‌های موجود باید در حداقل مقدار ممکن و کمتر از پنج درصد باشد و میزا نفسفر موجود نیز باید کمتر از ۰٫۰۵ دردصد باشد. موادآهنی که در کوره‌های فروسیلیسیم استفاده می‌شود به شرح زیر است:

• سنگ آهن با خلوص بالا
• پوسته اکسیدی نورد
• گندله سنک آهن
• براده‌های تراشکاری
• قراضه آهن

مهمترین موضوع در مکانیزم تولید در هر واحد تولیدی ، انتقال مواد در درون کارخانه به‌طور منظم و براساس معیارهای کنترلی لازم، نیروی انسانی و ویژگی‌های کمی و کیفی آن است.

مکانیزم انتقال مواد خام شامل همه فعالیت‌هایی است که منجر به انتقال هدف مند مواد خام از انبار مواد به درون کوره می‌گردد.

مکانیزم انتقال و آماده‌سازی محصول شامل همه فعالیت‌هایی است که منجر به تبدیل مذاب گرفته شده از کوره تا محصول آماده برای فروش می‌گردد.

کوره الکتریکی تولید فروسیلیسیم با ایجاد دمای بیش از۲۰۰۰ درجه سانتی گراد، منبع حرارتی بزرگی است که باعث گرم شدن تجهیزات و تأسیسات مجاور می‌شود. این حرارت چنانچه از تجهیزات دور نشود باعث از بین رفتن یا کاهش عمرآن‌ها می‌گردد. به همین دلیل خنک کردن قسمت‌های مختلف کوره با روش‌های مختلف امری اجتناب ناپذیر است.

علاوه بر سیستم خنک کن آب گرد کوره، برای جلوگیری از افزایش درجه حرات در کف بوته کوره، از سیستم دمش هوا به منظور ایجاد تهویه مناسب برای تبادل حرارتی با محیط، استفاده می‌شود. این امر در کوره‌های بزرگ، بخصوص در فرایندهایی نظیر تولید سیلیسیم که به درجه حرارت‌های بالایی جهت انجام واکنش‌ها نیاز دارد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

از دیگر بخش‌های مهم در سیستم‌های خنک کن مورد استفاده در صنایع کوره‌های قوص الکتریکی، سیستم خنک سازی ترانسفورماتور کوره می‌باشد.

فرایند تولید فروسیلیسیم با تولید مقدار زیادی گاز و غبار همراه است که در درجه اول جهت حفظ محیط زیست و همچنین حفظ ارزش‌های اقتصادی غبار، تصفیه گازهای خروجی الزامی است.