مقدمه:

فروسيليسيم يكي از آميژان هاي مورد مصرف در صنايع مختلف به خصوص صنايع متالوژي است و از اين نظر اهميت نسبتانسبتاً بالايي يافته است .

چگونگي كاربرد اين ماده در صنعت ، تا حدود زيادي به نسبت ( آهن و سيليسيم)    موجود در آن و همچنين ناخالصي هاي متعارف بستگي دارد .

فروسيليسيم در صنايع متالوژي به عنوان عنصر آلياژ هاي جوانه زا ، اكسيژن زدا و سيليسيم تقريباتقريباً خالص ، در صنايع الكترونيكي به عنوان نيمه هادي ويسكو كننده به كار مي رود.

توليد فروسيليسيم داراي ارزش بالايي در صنعت ايران و كشور هاي جهان است . و شايد بعد از نفت در رده اولين محصولات صنعتي كشور باشد كه ايران را در بازار هاي جهاني به صورت جدي مطرح مي نمايد.

اين گفته زماني عملي مي گردد كه راه حل هاي مناسبي در جهت توليد فروسيليسيم ارائه گردد كه از عوامل مهم كه در توليد بهينه نقش دارند. چگونگي انجام فرآيند و نوع مواد معدني مصرفي و خصوصيات فيزيكي و شيميايي آنها و همچنين چگونگي انجام كنترل كيفيت فراگير است. (4)

با نصب سامانه نشا ندهنده وضعيت زيست محيطي در شركت فروسيليس ايران در سمنان فعاليت اين واحد از نظر وضعيت آلايندگي و كنترل آن تحت نظارت مستقيم كارشناسان محيط زيست اين استان قرار گرفت .

اين سيستم با هزينه   500 ميليون ريال براي اولين بار در استان سمنان نصب و را هاندازي شده و با اين اقدام، فعاليتهاي اين واحد به صورت شبان هروزي در اداره كل محيط زيست اين استان قابل كنترل و نظارت است .

مدير اين شركت گفت: سامانه مذكور اين امكان را براي كارشناسان محيط زيست فراهم ساخته تا ب هصورت مداوم و از طريق رايانه ، خروجي غبارگير و گاز منواكسيد توليدي از كوره را ثبت و ميزان آن را كنترل كنند.سامانه غبارسنج نوري و تجزي هگر گازنصب شده، ميزان گاز اكسيد كربن، منواكسيد كربن و گرد و غبار ناشي از فعاليت اين واحد را از طريق نمايشگر رايانه در محل اداره كل محيط زيست اين استان در اختيار كارشناسان قرار م يدهد . مدير شركت فروسيليس سمنان هدف از نصب اين سامانه را ايجاد اعتماد و اطمينان در بين شهروندان و مسوولان براي در كنترل بودن فعاليت اين واحد از نظر زيست محيطي اعلام كرد  .گرد و غبار ناشي از فعاليت اين واحد توليدي سالانه بين هشت تا   10 هزار تن است كه با بازيافت آن، به مصرف صنايع بتن و ساختمان م يرسد  .معاون محيط انساني ادار هكل حفاظت محيط زيست استان سمنان نيز با تاييد اين سامانه گفت: با نصب و را هاندازي اين سامانه ه ماكنون وضعيت زيست محيطي اين شركت تحت نظارت و كنترل اين ادار هكل قرار گرفته است .

شركت فروسيليس ايران در سمنان سالانه بيش از   25 هزار تن فروسيليس كه در صنعت ذو بآهن و ريخت هگري كاربرد دارد، توليد م يكند. (9)

مواد اوليه و سيستم توزين و شارژ ، تخليه كوره ، آب خنك كننده در فرآيند توليد فرو سيليسيم

مواد اوليه و سيستم توزين و شارژ ، تخليه كوره ، آب خنك كننده در فرآيند توليد فرو سيليسيم

فهرست مطالب

چكيده……………………………………………………………………………………………………………………….1

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………2

 فصل اول:كليات……………………………………………………………………………3

فرآيند فروسيليسيم…………………………………………………………………………………………………………4

1-1 ) اصول كلي ساخت فروسيليسيم…………………………………………………………………………………….4

1-2)معيارهاي فرآيند براي بهينه سازي توليد فروسيليسيم…………………………………………………………….5

فصل دوم: كنترل فرآيند………………………………………………………………………..9

2-1 )كنترل مقدار كربن………………………………………………………………………………………………………10

2-2 )انتخاب مواد اوليه………………………………………………………………………………………………………11

2-3 )تغييرات مخلوط…………………………………………………………………………………………………………13

2-4 )كنترل ا نرژي مصرفي كوره……………………………………………………………………………………………13

 

فصل سوم:  مسيست توزين و شارژ ، تخليه كوره ، آب خنك كننده……………………14

3-1 )سيستم توزين شارژ…………………………………………………………………………………………………..15

3-1-1)شارژ كردن كوره……………………………………………………………………………………………………..15

3-1-2)تصحيح مواد………………………………………………………………………………………………………….15

  • 2)تخليه كوره…………………………………………………………………………………………………………..16

3-2-1)عمليات تخليه…………………………………………………………………………………………………………16

3-2-2)موارد ايمني………………………………………………………………………………………………………….16

3-3)آب خنك كننده………………………………………………………………………………………………………….17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل چهارم: مواد اوليه در فرآيند توليد فرو سيليسيم……………………………………..19

4-1) مواد حامل سيليسيم………………………………………………………………………………………………….20

4-2) مواد حامل آهن…………………………………………………………………………………………………………25

4-3) مواد حامل كربن(احيايي)……………………………………………………………………………………………….27

4-3-1) كك……………………………………………………………………………………………………………………..28

4-3-2) ذغال سنگ…………………………………………………………………………………………………………..29

4-3-3)ذغال چوب…………………………………………………………………………………………………………….32

4-4 )تراشه چوب………………………………………………………………………………………………………………33

4-5)خمير الكترود…………………………………………………………………………………………………………….33

4-6)محصولات فرعي…………………………………………………………………………………………………………34

فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات………………………………………………………..36

نتيجه گيري………………………………………………………………………………………………………………………37 پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………38

پيوست ها………………………………………………………………………………………………………………………..39

منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………………………..42

فهرست منابع فارسي…………………………………………………………………………………………………………42

سايت هاي اطلاع رسا ني ………………………………………………………………………………………………….42

جدول هاصفحه شرايط بهينه مواد………………………………………………………………………………………………7

جريان آب مورد نياز براي هر مدار………………………………………………………………………………………………17

مهمترين پارامتر هاي سنگ سيليس………………………………………………………………………………………….21

معادن سيليس استان سمنان………………………………………………………………………………………………….23

معادن سيليس نيمه قيمتي استان سمنان………………………………………………………………………………..25

معادن سنگ آهن استان سمنان……………………………………………………………………………………………….26

مشخصات كك مورد نياز كارخانه………………………………………………………………………………………………..28

آناليز شيميايي خاكستر كك……………………………………………………………………………………………………28

مشخصات كك متالوژي ذوب آهن……………………………………………………………………………………………….28

آناليز شيميايي خاكستر كك متالوژي……………………………………………………………………………………………28 مشخصات كك گازي……………………………………………………………………………………………………………….28

آناليز شيميايي خاكستر كك گازي………………………………………………………………………………………………..29 مشخصات ذغال سنگ مصرفي كارخانه………………………………………………………………………………………..29

آناليز شيميايي خاكستر ذغال سنگ……………………………………………………………………………………………29

ذغال سنگ مصرفي از آغاز راه اندازي…………………………………………………………………………………………..29

آناليز مواد كربني ذغال سنگ كاركاوان………………………………………………………………………………………….30

آناليز مواد كربني ذغال سنگ همراه توليد…………………………………………………………………………………….30

آناليز مواد كربني ذغال سنگ وطني……………………………………………………………………………………………..31

معادن ذغال سنگ استان سمنان………………………………………………………………………………………………..32 مشخصات فيزيكي و شيميايي ذغال چوب……………………………………………………………………………………….33

آناليز شيميايي خاكستر ذغال چوب………………………………………………………………………………………………33

نتايج تجزيه شيميايي ميكرو سيليس……………………………………………………………………………………………35

جدول عملكرد كوره……………………………………………………………………………………………………………..40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

رابطه بين نرخ كربن ثابت وبازيابي سيليسيم………………………………………………………………………………….10

توليد فروسيليسيم در سال هاي (1386-1380)……………………………………………………………………………….40

كاركرد كوره در سال هاي (1386-1380)…………………………………………………………………………………………41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فروسيليسم………………………………………………………………………………………………………………………….5

دياگرام شماتيك توليد فروسيليسيم در كوره……………………………………………………………………………………..6

سيلو تغذيه و لوله شارژ…………………………………………………………………………………………………………..15  فلوشيت فروسيليس……………………………………………………………………………………………………………….18

سنگ سيليس………………………………………………………………………………………………………………………23

سنگ سيليس نيمه قيمتي………………………………………………………………………………………………………..24

سنگ آهن……………………………………………………………………………………………………………………………26

ذغال سنگ………………………………………………………………………………………………………………………….31 فروسيليس…………………………………………………………………………………………………………………………..41

فصل اول

فرآيند فروسيليسيم

1-1)اصول كلي ساخت فروسيليسيم(2)

شكل يك واكنشهاي كلي براي اين فرآيند را نشان مي دهد.از واكنشهاي فرعي كه وجود داشته ، و تاثيرات آنها ، روي عمليات و راندمان كوره صرف نظر مي گردد. در درجه حرارت تقريبي : 1500 درجه سانتي گراد ،  فقط يك پيش گرم نمودن مخلوط انجام مي گيرد.

در درجه حرارت هاي بالاي 1500 درجه سانتي گراد ، شرايط ترموديناميكي ، براي شكل گيري sic وجود دارد و فرآيند به حالات سينيتيكي  از قبيل اكتيويته،اندازه و مخلوط تشكيل دهنده هاي واكنش زماني كه شكل گيري sic به طور واقعي شروع مي شود،بستگي پيدا مي كند

تشكيل sic بر طبق واكنش ذيل صورت مي گيرد:

 

Sio₂+3c                      Sic+2co                                      (1-1 )

واكنش (1) به صورت تئوري تا مصرف كامل كربن ادامه خواهد يافت. با افزايش مجدد درجه حرارت sic توليد شده با sio2 بر طبق واكنش (2) تركيب خواهد شد:

2sio₂+sic            3sio+co

محصولات توليد شده با  sic  بسيار فعال ، تركيب شده و  sio توليد خواهد شد .

اين بدان معني است كه در جريان احياي ترميك كوارتز به وسيله كربن sio توليد خواهد شد. زماني كه درجه حرارت به حدود 1820 درجه سانتي گراد برسد شرايط

ترموديناميكي براي توليدsi بر اساس واكنش (3 ) به دست مي آيد:

sio₂+2sic            3si+2co                                                ( 3-1)

آگاهي از رفتار فرآيند و محاسبه صحيح نسبت هاي مخلوط ،منجر به مصرف كامل sic وsio2 باقي مانده مي شود . هر دو واكنش (2) و (3) واكنشهاي تجزيه اي مي باشندكه با واكنش كلي (4) بيان  ميگردد:

2sio₂+2sic          si+ 4 sio+2co                                         (4-1)

Si  توليد شده به صورت FeSi بارريزي مي گردد Sio ناپايدار بهFeSi توليد شده فشار وارد مي كند تا همراه co راهي به بالا پيدا كند.

بخش كمي از sio تا درجه حرارت تقريبي 1500 درجه سانتي گراد در سطح فعال عوامل احياءكننده بر طبق معدله ( 5) واكنش مي دهد:

2c+sio            co+sic                                                         (5-1)

با پوشيده شدن لايه سطحي توسط Sic سرعت واكنش فوق كاهش مي يابد.قسمت عمده sio باقي مانده به طور مستقل باco بر طبق واكنشهاي (6)و(7)تركيب مي شود:

sio+co            sio₂+c                                                       (6-1)

3sio+co           2sio₂+sic                                                 (7-1)

بخش ديگري از sio نيز بر طبق واكنش(8) تجزيه مي شود:

2sio            si + sio₂                                                               (8-1)

بقيه sio نيز به همراه گاز هاي خروجي مخلوط را ترك مي كند

1-2 )معيارهاي فرآيند برا ي بهينه سازي توليد فروسيليسيم (2)

براي دستيابي به راندمان بالا در كوره،بايستي واكنشهاي اصلي كه قبلا توضيح داده شد به طور كامل انجام شوند واكنشهاي اصلي در بستر مواد درون منطقه واكنش عبارتند از :

  • شكل گيري sic
  • تجزيه sic
  • كندانس شدن sio

شكل (2) توزيع،درجه حرارت مواد در محفظه كوره را نشان ميدهد. توزيع درجه حرارت شبيه حالتي است كه در يك كوره سرد شده مشاهده مي گردد

امكان محاسبه مجدد توزيع درجه حرارت از راه تركيب شيميايي مواد در لايه هاي مختلف وجود دارد .در شكل مناطق شكل گيري و تجزيه sic  نشان داده شده است .در حالت پايدار كوره،جلوگيري از بهم خوردن توزيع مناسب درجه حرارت از اهميت  زيادي بر خوردار است . اين بدان معني است كه sic توليد شده بايد در مدت بسيار كمي بعد از توليد مصرف شده تا از تشكيل sic پايدار جلوگيري شود.

Sio و   co توليد شده در بستر مواد به سمت بالا حركت خواهند كرد. اين امر بسيار مهم است كه sio توليد شده در بستر مواد به منظور كامل شدن واكنشهاي كربن (5) و واكنشهاي كندانس شدن 6و7و8 كاملا حبس شود .واكنشهاي كندانس شدن اثر قابل ملاحظه اي در بالا بردن راندمان عمليات دارا مي باشند.

براي دستيابي به فرآيند پيوسته توليد و تجزيه sic و محبوس نمودن sio در بستر مواد بايد به نكات ذيل توجه كرد :

الف)مواد اوليه

-ابعاد دقيق و مناسب كوره و در دسترس بودن وسايل

-انتخاب مناسب دانه بندي و مخلوط سازي مناسب مواد  ب)حالات كاركرد

  • مخلوط سازي سريع و موثر
  • پايداري توزيع مناسب درجه حرارت

تداخل مناسب مناطق واكنش براي رسيدن به يك تعادل در سرعت توليد و عمليات مخلوط كردن اهميت زيادي داشته و از شكل گيري sic  پايدار جلوگيري مي كند.

اختلاط مواد،دانه بندي و اختلاط اجزاء مخلوط بسيار مهم است .

شرايط بهينه را مي توان به صورت زير خلاصه كرد :

جدول شماره (1):شرايط بهينه مواد:(2)

 

                       ابعاد                     ماده
100-15ميليمتر

15 ≤ ماكزيمم 5%

                   كوارتز
20-6ميليمتر

6 ≤ ماكزيمم 5%

                    كك
20-6ميليمتر

6 ≤ ماكزيمم 5%

              ذغال سنگ
15-6 ميليمتر              سنگ آهن
60-40ميليمتر              تراشه چوب

نكته مهم در عملكرد موثر كوره،توزيع مناسب و سرعت بالاي عمليات مخلوط كردن مي باشد كه مزاياي زير را دارد :

  • مقاومت الكتريكي بالاتر سيستم
  • نفوذ عميق تر الكترود با تمركز بالا تر انرژي در كف كوره
  • زمان كمتر براي شكل گيري و تجزيه sic
  • لايه ضخيم تري از مخلوط سرد در بالاترين قسمت كوره تشكيل مي گردد

مدت زمان كوتاه تر براي تشكيل و تجزيه sic ،مايل به تشكيل sic پايدار را كاهش مي هد و بنابراين زمان فاكتور مهمي براي كاركرد طولاني كوره بدون انباشت sic روي ديواره هاي جانبي و كف كوره مي باشد.لايه ضخيم تر مخلوط سرد در بالاترين قسمت كوره،شرايط مناسبي را براي خيس كردن sio در بستر مواد فراهم كرده ودر نتيجه منجر به بازيابي بالاي si  مي گردد.

نهايتا ، مهم ترين فاكتور براي كار مناسب و پايدار كوره حفظ يك توزيع ثابت درجه حرارت در بستر مواد مي باشد .اگر اين توزيعً درجه حرارت از بين رود كار كوره جداجداً بهم مي خورد . ازجنبه كار بردي ،توزيع درجه حرارت در بستر مواد توسط عوامل زير تحت تاثير قرار مي گيرد:

  • حركت خيلي زياد الكترود
  • انباشتگي زياد مواد
  • چرخش سريع

حركت الكترود به وسيله دانه بندي مناسب ،مخلوط يكنواخت،شارژ نمودن و بار گيري مناسب كنترل مي شود.

انباشتگي مواد مي تواند منجر به كاركرد ناپايدار كوره گردد. از فشار دادن بازوي تامين مواد اوليه در داخل مخلوط بايد اكيدًاً خودداري نمود.با فشار دادن بازوي تامين مواد اوليه به عمق بستر مواد،تشكيل و تجزيهsic             دچار اختلال مي گردداين امر مي تواند با عث انتقال توزيع در جه حرارت به محدوده بالاتر گردد،و در نتيجه sic توليد شده و ميزان ₂sio   باقي مانده به طرف حفره گازهاي داغ زير الكترود  رانده شده و ذوب مي گردد و در نتيجه sic  براي واكنش دادن بوجود نخواهد آمد.كه خود منجر به افزايش توليد سر باره و انباشته شدن sic واكنش نداده خواهد شد .

براي آنكه توزيع حرارتي به حالت پايدار خود باز گردد مدت زماني طول خواهد كشيد روش صحيح عملكرد روي سطح ،فقط پخش مخلوط در بالاي سطح مقطع عرضي و راندن مخلوط اضافي به داخل ناحيه اي كه دمنده ها عمل مي كنند ، مي باشد.

فاكتور ديگري كه توزيع درجه حرارت را تحت تاثير قرار مي دهد چرخش است.

چرخش جداره كوره،در دستيابي به يك سرعت عملكرد ثابت در بالاي سطح مقطع كوره،كمك مي نمايد.و در نتيجه از انباشته شدن sic تشكيل شده پايدار در منطقه مرده جلو گيري مي كند.

اين موارد به ويژه موقعي كه كيفيت مواد اوليه از نظر ناخالصي ها و فعاليت.

شيميايي  كم باشند به كار گرفته مي شود.از طرف ديگر وقتي چرخش خيلي سريع باشد با توجه به توزيع درجه حرارت مشكلاتي را به وجود  مي آورد .بنابراين اين چرخش بايد به ترتيبي كه توزيع درجه حرارت از سرعت چرخش تبعيت مي كند انجام گردد.

با در نظر گرفتن مواد اوليه شارژ شده، سرعت چرخش بايد بين 5 تا 8 روز در هر چرخش باشد.

مواد اوليه و سيستم توزين و شارژ ، تخليه كوره ، آب خنك كننده در فرآيند توليد فرو سيليسيم

مواد اوليه و سيستم توزين و شارژ ، تخليه كوره ، آب خنك كننده در فرآيند توليد فرو سيليسيم

فصل دوم

كنترل فرآيند

2-1) كنترل مقدار كربن (2)

فرآيند توليد فروسيليسيم ، بر اساس واكنش هاي شيميايي توضيح داده شده مي باشد.

بر اساس واكنش منتجه ، به طور تئوريك براي احياي 1000 كيلو گرم سيليسيم به 400 كيلو گرم كربن احتياج داريم در نمودار (1) نسبت بازيابي si و نرخ كربن ثابت مورد نياز نشان داده شده است.

اين موضوع به سادگي آنچه كه در شكل گفته شد نخواهد بود زيرا: بازيابي si فقط 80 تا 85 درصد بوده و  باقي مانده ₂sio تبديل به sio مي شود مقادير مختلفي از نا خالصي ها احياء خواهند شد.

تعيين مقدار دقيق كربن مورد نياز كه در  واكنش با تركيب سيليسيم مي تواند موثر باشد كاري بسيار دشوار است .

بنابراين ، كمبود يا افزايش كربن به آساني روي مي دهد.و به همين دليل مواد اوليه ، شارژ و كاركرد كوره بايستي به دقت كنترل شود.تجربه نشان داده است كه مقدار كربن مورد نياز در مخلوط معمولامعمولاً بين 92 تا 96 درصد است و همچنين به نحوه كار و ظرفيت كوره نيز بستگي دارد .

افزايش مقدار كربن ، در منطقه واكنش جمع شده ، و به علت بالا رفتن هدايت الكتريكي باعث بالا آمدن الكترود مي شود.

در چنين شرايطي، كاربيد سيليسيم كافي نيز كه در كف كوره توليد شده تمايل به چسبيدن به هم را خواهند داشت.

عوامل نشان دهنده كربن اضافي عبارتند از :

  • نفوذ كم الكترود
  • ولتاژ پايين حمام
  • عملكرد گرم ونامناسب كوره در حداكثر ظرفيت بار
  • شعله كاملاكاملاً داغ و سفيد در بالاي سطح بار
  • سوخت رساني متناوب و شل كردن بار لازم است .
  • بار خيلي داغ هنگام تخليه در مقادير توليد سريعاسريعاً خارج مي شود.
  • مقدار بالاي ناخالصي ها در فلز
  • افزايش تلفات سيليسيم از طريق تبخير

در اين شرايط افزودن موضعي شارژي كه تحت كربن قرار گرفته كمك موثري خواهد بود.اين روش به همان اندازه كه در شرايط بحراني، استفاده از كوارتز خالص همراه با كاهش ولتاژ موثر است ، عمل مي كند. به هر حال نكته مهم بازگشت شارژ به شرايط صحيح مي باشد .

كمبود كربن ، تاثير زيادي بر احياي كامل سيليس خواهد داشت. و در منطقه واكنش عمل باعث افزايش سيليس غير هادي نظير كوارتز و سرباره خواهد شد.در نتيجه الكترود پايين تر از حد لازم براي شارژ قرار خواهد گرفت .

كمبود كربن با توجه به تاثير آن بر روي كوره به اندازه افزايش كربن خطرناك نبوده و آسان بر طرف مي گردد. عوامل نشان دهنده آن عبارتند از:

  • عمق نفوذ الكترود
  • ولتاژ بالاي حمام در حالي كه حداكثر بار را دارا است.
  • ايجاد سرباره در اطراف الكترود
  • ايجاد قشر سخت در سطح
  • ايجاد سرباره در مجراي تخليه مذاب
  • مذاب خروجي نسبتا سرد و كم
  • افزايش مصرف الكتروًد
  • چسبيدن بار به الكترود
  • گير يا منجمد شدن مذاب در منطقه واكنش
  • خارج شدن كمتر شعله از سطح بار و رنگي بودن آن
  • تمايل به حركت بيشتر الكترود ها به سمت پايين در طي بارگيري

در حقيقت براي تعيين اينكه چه حالتي وجود دارد ،زماني كه تعدادي از نشانه ها مشخص شد رفتار كوره را  به دقت بررسي كرده تا مطمئن شويم كه چه عملي در حال انجام است .يكنواختي مخلوط شارژ براي عملكرد خوب كوره ، يك ضرورت مي باشد . اهميت نتايج جدايش شارژ با توجه به هدايت بار ، نفوذ الكترودها ، پايداري عملكرد كوره ، و منجمد شدن در منطقه واكنش ، به اندازه كافي مشخص مي باشد.

نفوذ خوب الكترود در بار نيز از اهميت زيادي بر خوردار است . تجربه نشان داده است كه فاصله بين كف آتشدان و نوك الكترود بايد حدودًاً بين 6/0 تا 8/0 قطر الكترود باشد. بنابراين تغييراتي در نفوذ الكترود ، عملكرد كوره و يا كيفيت مواد اوليه مشاهده شد. كه بايستي اين موارد بر طرف گردد.

2-2)انتخاب مواد اوليه

يك بار متعادل تاثير زيادي در راندمان كوره دارد. فاكتور بحراني براي مواد اوليه (كوارتز و عوامل احياء كننده ) داشتن ظرفيت انرژي كم مي باشد كه از طريق انتخاب درست مخلوط ، با توجه به خواص فيزيكي و شيميايي مواد و اعمال نظارت دقيق به دست مي آيد.

مقدار و اندازه اجزاء تشكيل دهنده بار بايد دقيقادقيقاً موازنه و متعادل گشته تا بهترين حالت كاري كوره به دست آيد .

ويژگي هاي مواد اوليه از نقطه نظر شيميايي عبارتند از:

  • خلوص بالا با توجه به خصوصيات و ويژگي هاي تجارتي
  • يكنواختي تركيبات شيميايي
  • قابليت بالاي واكنش مواد احياء كننده با سيليس

ناخالصي هاي  مختلف ، مانند كلسيم و مقدار معيني آلومينيم را مي توان به وسيله عمليات بعدي رفع نمود.

اگر ناخالصي تا يك حد معيني برسد ، هزينه هاي عمليات بعدي افزايش يافته و كاركرد كوره نامناسب خواهد شد ،زيرا مقدار سر باره زياد شده و تشكيل قشر چسبنده در كوره را مي دهد .

ويژگي هاي فيزيكي مواد اوليه عبارتند از :

  • دسته بندي خوب ، دانه بندي ، اجزاء شارژ به طور مجزا
  • پايداري حرارتي بالاي كوارتز
  • بالاترين حد مقاومت الكتريكي بار

دسته بندي موثر اجزا شارژ ، توزيع جريان گاز مناسبي را در بالاي سطح مقطع كوره به وجود مي آورد . در حقيقت اين عمل شرايط واكنش را بهبود مي بخشد. همچنين گرم كردن بار به وسيله  گاز هاي داغ احياء كننده و  بالا رونده  ناشي از واكنش باعث بهبود بار مي گردد.

گاز sio مي تواند خيلي آسانتر و در زمان طولاني تر در سطح فعال احياء كننده ،  واكنش دهد . اين واكنش عبارت است از:

Sio+2c       sic+co  (1-2)

به علاوه قسمت بيشتر مونو اكسيد سيليسيم در بار به وسيله واكنش مناسب زير كم و زياد مي شود:

Sio       sio₂+si    (2-2)

يكي از مزاياي دسته بندي بار بدون مواد ريز اضافي ، كاهش تمايل به جدايش مي باشد .

كليه اين اثرات مناسب ، ناشي از دسته بندي خوب و پايداري حرارتي بالاي مواد اوليه بوده كه باعث دستيابي به حداكثر بهره  و حداقل انرژي مورد نياز در واحد توليد فرو سيليسيم مي گردد.

نياز به بالاترين حد مقاومت الكتريكي كل بار ، به منظور پايين قرار گرفتن الكترودها ، بهبود توزيع انرژي در كوره و ، بهبود بهره برداري از ظرفيت بار الكترود ها مي باشد. در حقيقت، افزايش عمق غوطه وري الكترود و بهبود توزيع انرژي در كوره ، بهره برداري از مواد اوليه را افزايش مي دهد.

افزايش بهره برداري از ظرفيت بار الكترود ها، معمولا به افزايش توليد و در نتيجه افزايش ولتاژ منتهي مي گردد. مزيت ديگر بالا بودن مقاومت بار ، بهبود فاكتور توان الكتريكًي مي باشد. معموًلاً در اين حالت بهترين بهره برداري از  انرژي را خواهيم داشت.(كاهش هزينه انرژي) و اگر سيستم هاي كمكي براي توان الكتريكي فعال در نظر گرفته بشود هزينه هاي سرمايه گذاري كاهش  مي يابد.

عوامل احياء كننده و يا تركيبات آنها تاثير زيادي بر كنترل كوره دارند.تشكيل تركيبات عوامل احياء كننده مختلف محتمل و گاهي لازم مي باشند.لازم نه فقط براي بهينه كردن اقتصادي فرآيند ، بلكه براي آنكه اين تركيبات عاملي براي كنترل عمليات كوره مي باشند.

2-3)تغييرات مخلوط

نسبت كوارتز به سنگ معدن آهن و يكي از مواد احياء كننده در مخلوط شارژ بايد ثابت  نگه داشته شود. تغيير در ميزان كربن دهي مخلوط ، به وسيله تعديل مقدار مواد احياء كننده ديگر صورت مي گيرد .( البته اين تغييرات در هر شيفت  بيش از 10 كيلو گرم به تن نمي باشد)  تنظيم شارژ ممكن است به وسيله افزايش مستقيم مواد اصلاح كننده به كوره صورت گيرد.

2-4)كنترل انرژي مصرفي كوره

توان مصرف شده به وسيله ترانسفورماتور ها از دو جزء توان فعال و توان غير فعال تشكيل شده است. توان فعال، تواني است كه مستقيماً در توليد FeSi (فرو سيليس)  به وسيله گرماي مقاومتي مواد در منطقه واكنش مصرف  مي شود. و در اين حالت ورودي به كوره اساسااساساً به وسيله ولتاژ ثانويه كنترل    مي گردد.

توان غير فعال : تواني است كه در قسمت هاي مختلف سيستم تلف مي شود و  تا اندازه زيادي به وسيله جريان الكترود تعيين مي شود . بدان معني كه، وضعيت الكترود در كوره براي ولتاژ معمولي مي باشد .

راندمان كاركرد به وسيله فاكتور توان كه به صورت زير تعريف شده است نشان داده مي شود : فاكتور توان =cosØ =MW/ MVA

بنابراين مي توان مشاهده كرد كه با فاكتور توان بالاتر عملكرد سودمندتر مي باشد

بهترين شرايط كاري ، به ويژه در مورد رعايت مسائل تخليه بار، فقط به كاركرد كوره در ظرفيت اسمي و يا نزديك به آن امكان پذير است. وقتي كوره اي براي پريود هاي كمتر از 60% بار اسمي به كار گرفته شود . عمليات تخليه بار مشكل خواهد بود. (2)


مقطع : کارشناسی ارشد

دانلود بخشی از روشهای افزايش عمر ساختمانهای عمومی و تاثير آن در صرفه جويی اقتصاد ملی ﴿ با طراحی نمونه موردی در تهران﴾