مصاهر الفيروسيليكون: إمدادات الطاقة والمواد الخام

إمدادات الطاقة أمام الفرن

عادة ما يتم إنتاج الفيروسيليكون بشكل مستمر في فرن القوس الكهربائي. يدخل التيار الذي يوفره المحول إلى الفرن المملوء بالشحنة من خلال القطب الكهربائي. أثناء عملية الذوبان بأكملها، يتم دائمًا إدخال القطب الكهربائي بعمق وثبات في الشحنة دون تعريض القوس. تعتمد عملية الصهر على حرارة القوس وحرارة المقاومة المتولدة عندما يمر التيار عبر القطب والشحن.

يجب أن يتم العمل بما يتفق بدقة مع نظام إمداد الطاقة للفرن الكهربائي. يجب رفع القطب بشكل صحيح قبل تطبيق الطاقة. يجب أن يكون الأميتر ثلاثي الطور متوازنًا ويجب ألا يتجاوز تقلب التيار 25٪. يبلغ الجهد والتيار المستخدم في الصهر العادي في الأفران الكهربائية ذات السعات المختلفة حوالي 84 فولت للأفران الكهربائية 1800 كيلو فولت-A وحوالي 96 فولت للأفران الكهربائية 3200 كيلو فولت-A.

يجب أن يكون استهلاك الكهرباء في الساعة أثناء الذوبان العادي 5٪ على الأقل من الحمل.

توزيع المواد الخام

أثناء عملية صهر الفيروسيليكون، يتم توليد كمية كبيرة من غاز الفرن الساخن في الفرن. من أجل الاستفادة الكاملة من طاقة غاز الفرن الساخن، والحفاظ على نفاذية الهواء الجيدة للمواد الخام، وتسريع التفاعل الكيميائي في الفرن، وزيادة درجة حرارة الفرن وتوسيع "البوتقة"، يجب توزيع سطح المادة في مخروط واسع ومسطح.

يعد التحكم في الارتفاع المناسب لسطح المادة الخام، وخاصة التحكم في ارتفاع سطح المادة الخام الكبير والحفاظ على مخروط عريض ومسطح، مشكلة يجب الاهتمام بها بشكل متكرر أثناء التشغيل. إذا كان سطح المادة الخام مرتفعًا جدًا، فلن تنزلق السيليكا الموجودة في المادة الخام للفرن بسهولة إلى قاع المخروط فحسب، بل ستكون المواد الخام المحيطة أيضًا ذات نفاذية هواء ضعيفة، وسينخفض ​​عمق إدخال الأقطاب الكهربائية، وستتحرك منطقة درجة الحرارة المرتفعة للأعلى، وسيزداد فقدان الحرارة بشكل حاد، وستنخفض درجة حرارة قاع الفرن، وستصبح "البوتقة" أصغر، وستكون إزالة الخبث صعبة، وسوف تتدهور حالة الفرن. عندما يكون سطح المادة منخفضًا جدًا ويكون سطح المواد الخام في قلب الفرن مسطحًا ومقعرًا، من ناحية، لا يمكن الاستفادة الكاملة من الحرارة شديدة التركيز في قلب الفرن، وسيتم تبديد وإهدار كمية كبيرة من الحرارة؛ من ناحية أخرى، يتم تقليل سطح الفرن بشكل كبير بسبب -ارتفاع درجة الحرارة، وتقليل مقاومة المواد الخام بشكل كبير، وتقليل عمق إدخال القطب الكهربائي بشكل كبير، وتقليل "البوتقة"، وتدهور حالة الفرن، وظروف التشغيل سيئة. كما يتبين مما سبق، فإن سطح المادة الخام المرتفع جدًا أو المنخفض جدًا لا يؤدي إلى الذوبان. لذلك، من الضروري التحكم في الارتفاع المناسب لسطح المادة الخام. بشكل عام، يجب أن يكون ارتفاع سطح المادة قريبًا من الحافة العلوية لفوهة الفرن، ويجب أن يكون ارتفاع المخروط 200-300 مم.

نفاذية الدفعة

تعد نفاذية الشحنة - عاملًا مهمًا جدًا يؤثر على حجم "البوتقة" في الفرن. عندما تكون نفاذية الفرن جيدة، فإنه لا يمكنه فقط الاستفادة الكاملة من الطاقة الحرارية لغاز الفرن ذو درجة الحرارة العالية لتسخين الشحنة وتقليل فقدان التطاير للسيليكون، ولكن أيضًا يساعد في تقليل تدرج درجة الحرارة في الفرن، وتحسين التوزيع الحالي، وضمان الإدخال العميق والمستقر للقطب الكهربائي، وبالتالي توسيع "البوتقة". ومع ذلك، في الواقع، في عملية صهر الفيروسيليكون، من الصعب الحفاظ على نفاذية جيدة في الفرن من البداية إلى النهاية. على سبيل المثال، الشحنة الموجودة بعيدًا عن القطب تكون قابلة للاختراق بسهولة.

للقضاء على ظاهرة عدم كفاية عامل الاختزال، من الضروري تثبيت القطب الكهربائي، وتوسيع المخروط، وثقب العين بشكل متكرر، وثقب الفرن بعناية. عند حرق الفرن، يجب إضافة كمية معينة من فحم الكوك وفقًا للحالة الفعلية، ويجب زيادة كمية فحم الكوك في الدفعة.

للقضاء على ظاهرة عامل الاختزال الزائد، يجب تقليل كمية فحم الكوك في الدفعة ويجب تعزيز التحكم في تشغيل فتحة الفرن. إذا كان عامل الاختزال زائدًا إلى حد كبير، فيمكن إضافة كمية مناسبة من السيليكا حول القطب الكهربائي. عندما يتكون كربيد السيليكون في الفرن، يمكن إضافة بعض برادة الحديد لتكسيره.

إن زيادة أو نقص عامل الاختزال سيؤدي إلى تقليل "بوتقة" الفرن الكهربائي، وتدهور حالة الفرن، وزيادة استهلاك الكهرباء للفرن الكهربائي وتقليل معدل اختزال السيليكون. ولذلك، فمن الضروري الحفاظ على محتوى الكربون المناسب.