شماتیک واحد صنعتی تولید سیلیکون شماتیک واحد صنعتی تولید سیلیکون
11 دی 1348 منتشرشده در مقالات نوشته شده توسط 

فرایند تولید سیلیکون متال و فروسیلیکون مطلب ویژه

این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

        1- چکیده

سیلیکون و فروسیلیکون به میزان زیادی در فولادسازی، آلومینیوم سازی و زمینه­‌های الکتریکی کاربرد دارند. سیلیکون و فروسیلیکون به صورت کربوترمیک در کوره های قوس الکتریک تولید می­‌شوند. مهم­‌ترین تفاوت بین تولید سیلیکون و فروسیلیکون وجود و یا عدم وجود آهن در سیستم می­‌باشد. انرژی الکتریکی به وسیله سه الکترود به کوره انتقال داده می­‌شود که به آهستگی حین فرایند مصرف می­‌شوند. در ذوب فروسیلیکون الکترودها معمولا Self-baked یا Soderberg type و در ذوب سیلیکون از نوع Self-baked می­‌باشند. مهم­‌ترین مواد کربنی مورد استفاده در تولید آلیاژهای پر سیلیکون عبارتند از: زغال سنگ، کک، زغال چوب، چیپس چوب و پترولیوم کک که چیپس چوب با توجه به خواص ویژه‌­ای که دارد در همه ترکیبات مواد احیایی استفاده می­‌شود.

 

        2- معرفی سیلیسیم

سیلیسیم یک عنصر خاکستری و درخشان با عدد اتمی 14 و جرم اتمی 28.086 می باشد. این عنصر در جدول تناوبی بین کربن و ژرمانیوم قرار دارد و دارای سه ایزوتوپ طبیعی می باشد. بر اساس جایگاه این عنصر در جدول تناوبی، این عنصر دارای 4 الکترون در لایه ظرفیت می­‌باشد که دوتا از آنها در لایه 3s و دوتا در لایه 3p قرار دارند. سیلیسیم همانند الماس، ژرمانیوم و قلع α با ساختار الماسی کریستاله می شود. سیلیسیم عنصری نیمه هادی و غیر فلزی با مقاومت الکتریکی 400 kΩcm در دمای اتاق و در خالص‌­ترین حالتش می­‌باشد. مقاومت الکتریکی این عنصر با افزایش دما و غلظت عناصری مانند B، Al، Ga، In، Tl، P، As و Sb کاهش می­‌یابد. برای مثال؛ ناخالص کردن سیلیسیم به وسیله برون، می­‌تواند مقاومت الکتریکی آن را در دمای اتاق تا 9 برابر کاهش دهد. به جز ورقه­‌های بسیار نازک، سیلیکون در مقابل نور مرئی نفوذ ناپذیر است اما در مقابل نور مادون قرمز نفوذپذیر می باشد. نفوذ پذیری مادون قرمز با کاهش مقاومت الکتریکی، کاهش می­‌یابد. پس از اکسیژن (50.5%)، سیلیکون فراوان­‌ترین عنصر پوسته زمین می­‌باشد (27.5%). این عنصر در حالت فلزی وجود ندارد و تنها در شکل­‌های اکسیدی و سیلیکاتی یافت می­‌شود [1].

        3- کاربرد سیلیکون

سیلیکون و فروسیلیکون می­‌توانند در زمینه های زیادی کاربرد داشته باشند و توانایی قرار گرفتن در دسته محصولات اصلی را دارند.

اول، در فولادسازی به عنوان عنصر آلیاژی باعث ایجاد استحکام در HSLA و تعدادی فولاد دیگر با تشکیل محلول جامد می­ شود، مقاومت به اکسیداسیون را در دمای بالا بهبود می­ بخشد (Cr-Mo-V و فولاد زنگ نزن با Si 2 – 1 درصد) باعث اطمینان از اتلاف الکتریکی کمتر در فولادهای الکتریکی (برای مثال فولاد "soft magnetic" در ترنسفورماتورها ، موتورهای الکتریکی و ژنراتورها) می­ شود. اکسیژن زدایی و آلیاژسازی فولاد و چدن بزرگ‌ترین کاربرد فروسیلیکون می­ باشد. فروسیلیکون باعث احیای اکسید عناصر ارزشمند مانند Cr در تولید فولاد زنگ نزن می ­شود. فروسیلیکون همچنین به عنوان عنصر آلیاژی برای افزایش الاستیسیته، تنش تسلیم و مقاومت به آنیل فولاد کاربرد دارد. این آلیاژ ارزشمند در تولید چدن به همراه دیگر عناصر به منظور جوانه زنی گرافیت­ ها استفاده می­ شود. اگرچه عمده ­ترین نوع سیلیکون که در عملیات فولاد سازی کاربرد دارد FeSi و FeSiMn می­ باشد، برخی دیگر از فروآلیاژهای سیلیکون هم به میزان زیادی استفاده می­ شوند.

دوم، بخش زیادی از سیلیکون تولیدی از فروآلیاژهای سیلیکون به عنوان عناصر آلیاژی در آلومینیوم برای افزایش خواص مکانیکی قطعات ریخته ­گری شده و آلومینیوم کارشده استفاده می­ شود. از آنجایی که آهن عنصر زیان آوری در آلومینیوم می­ باشد، به همین دلیل میزان آهن موجود در سیلیکون برای این هدف باید کنترل شود.

سومین عرصه اهمیت استفاده از فروسیلیکون در صنعت شیمیایی برای تولید سیلیکون­ ها و مشتقاتشان می ­باشد. سیلیکون چون از لحاظ شیمیایی خنثی، دافع آب و تا 400 پایدار است می­ تواند به عنوان روغن مایع، گریس، پلاستیک و رزین جامد استفاده شود. دیگر کاربردهای آن در کاربردهای پزشکی، عایق الکتریکی، پوشش­های محافظتی، سیال­ های هیدرولیک و روان کننده­ ها می­ باشد.

مهم­ترین ویژگی سیلیکون و آلیاژهای آن که مدنظر مشتریان می­ باشد، میزان ناخالصی­ های موجود در این آلیاژهاست، اما ساختار و اندازه دانه­ های کلوخه­ های سیلیکون نیز مهم می­ باشد.

در نهایت به عنوان نیمه رسانا، سیلیکون به طور گسترده در صنایع الکتریکی استفاده می­ شود. برای این کاربردها، کنترل ناخالصی­ ها یک فاکتور بحرانی می­ باشند، از این رو به منظور برآورده کردن الزامات، گرید متالورژیکی Si (MG Si) باید پالایش و خالص ­سازی بیش­تری شود. اگرچه MG-Si معمولا %5/99-5/98 سیلیکون دارد، ولی میزان ناخالصی­ها برای مثال در دستگاه­های solar photovoltaic باید در حد ppm و برای دستگاه­های الکتریکی در حد ppb باشد. پرکاربردترین روش پالایش برای هر دو محصول روش Siemens می­ باشدکه در آن مواد خام سیلیکونی به گازهای Silicon-Chlorine تبدیل می­ شوند. در مرحله بعدی فرآیند پس از تقطیر گاز تولید شده، سیلیکون خالص بدست می­ آید [2].

        4- بزرگترین شرکت های تولید کننده سیلیکون

چهار شرکتی که بیش­ترین سیلیکون تولید می ­کنند عبارتند از [2]:

  1. Ferroatlantica
  2. Dow Corning
  3. Elkem Bluster
  4. Globe Specialty Metals

       5- مهم­ترین آلیاژهای سیلیکون

برخی از M Si در ‏شکل 1 و ترکیبات خاص سیلیکون در ‏شکل 2 نشان داده شده است. توجه شود که ترکیبات شیمیایی آلیاژهای تجاری به خصوص آلیاژهایی با حداقل ناخالصی، به میزان زیادی بستگی به نوع و میزان درجه خلوص سنگ معدن مورد استفاده دارد [2].

شکل 1- برخی از MG سیلیکون
شکل 2- ترکیب شیمیایی فروسیلیکون

       6- تکنولوژی ذوب سیلیکون و فروسیلیکون

1-6- اصول مقدماتی عملیات

شکل 3- شماتیک واحد صنعتی تولید سیلیکون

سیلیکون و فروسیلیکون به صورت کربوترمیک در کوره های قوس الکتریک تولید می­ شوند. مهم­ترین تفاوت بین تولید سیلیکون و فروسیلیکون وجود و یا عدم وجود آهن در سیستم می­ باشد. آهن اکتیویته سیلیکون را در فلز پایین می ­آورد؛ از این رو مهم­ترین تفاوت این خواهد بود که فروسیلیکون در دمای پایین تولید می­ شود، میزان بازده سیلیکون افزایش و میزان مصرف انرژی به ازای هر تن فلز تولید شده کاهش می­ یابد. نقطه مشترک هر دو فرایند، واکنش­ های شیمیایی و مناطق انجام این واکنش­ ها می­ باشد [2].

چون برای تولید نیاز به دمای بالا می­ باشد، سیلیکون در کوره های قوس الکتریک ذوب می­ شود. کوره قلب واحد صنعتی می­ باشد. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، یک واحد صنعتی از واحد های زیر به علاوه کوره تشکیل شده است [2].

  1. واحد اختلاط که در آن مواد خام پیش از وارد شده در کوره وزن شده و مخلوطی می­ شوند
  2. سیستم الکتریکی که انرژی کوره را تامین می­ کند
  3. واحد گاز خروجی که گاز خروجی را خنک و از کوره خارج می ­کند.
  4. واحد فرآوری که فروسیلیکون تولیدی را پالایش، ریخته­ گری و خرد می­ کند

انرژی الکتریکی به وسیله سه الکترود به کوره انتقال داده می­ شود که به آهستگی حین فرایند مصرف می­ شوند. در ذوب فروسیلیکون الکترودها معمولا Self-baked یا Soderberg type می­ باشند که به صورت پیوسته جایگزینی می ­شوند. این الکترودها حاوی پوسته‌­ی فولادی می­ باشند که درون فلز تولیدی حل می­ شود، به همین دلیل الکترودهای Self-baked نمی­ توانند در تولید سیلیکون خالص استفاده شوند و باید از الکترودهای Prebaked استفاده شود. برای کوره­ های سیلیکونی با مقیاس بزرگ الکترودهای کامپوزیتی نیز توسعه پیدا کرده‌­اند. این الکترودها شامل یک هسته گرافیتی می­ باشند تا استحکام الکترود حفظ شود. قسمت خارجی آن را خمیر کربن ارزان قیمت تشکیل می ­دهد [2].

واحد off-gas از یک خنک کننده و یک dust filter تشکیل شده است. از آنجایی که انرژی یک از مهم­ ترین منابعی است که سوددهی فرایند را مشخص می­ کند، برخی از واحدهای صنعتی شامل واحد بازیابی انرژی نیز می­ باشند. انتظار می­رود که بازیابی انرژی یک بخش حیاتی همه واحدهای صنعتی در آینده نزدیک باشد. گونه­ های گازی کوره معمولا CO و SiO می­ باشند که در اثر برخورد با گازهای موجود در بالای شارژ به گاز CO2 و جامد SiO2 اکسید می­ شوند. این واکنش اکسیداسیون باعث گرم شدن مواد شارژ ورودی به کوره می شود و دمای بالای کوره را بین 1300-700 نگه می­ دارد. دمای بالاتر گازهای خروجی باعث بازده بهتر بازیابی انرژی می­ شود [2].

وقتی گاز غنی از SiO اکسید می­شود Silica fume یا microsilica تشکیل می ­شود. این ذرات جامد SiO2 تقریبا کروی با اندازه متوسط mμ 15/0 می­ باشند. میکروسیلیکا یک محصول جانبی برای صنایع فروسیلیکون می­ باشد که در سیمان کاربرد دارد. میکروسیلیکا استحکام و طول عمر بتن را افزایش می­ دهد [2].

سیلیکون در دمای بالاتر از ℃ 1800 در کوره تولید می ­شود، بنابراین سیلیکون تولیدی در حالت مذاب می­ باشد. پس از آماده سازی مذاب، سیلیکون مذاب به درون پاتیل ریخته می­ شود. زمانی که سیلیکون هنوز مذاب است، عناصری که نجابت کمتری نسبت به سیلیکون دارند (Al-Ca- . . .) در یک فرایند پالایش اکسیژنی حذف می­ شوند. این کار با دمش اکسیژن یا هوا درون سیلیکون مذاب انجام می­ شود. سیلیکون هم ممکن است اکسید شود، ولی میزان اکسیداسیون سیلیکون با "نرخ اضافه کردن اکسیژن" کنترل می­ شود. اگر مقادیر کمی از CaO و Al2O3 وجود داشته باشد، این ناخالصی ­ها به صورت ذرات ناخالصی درون مذاب شکل می ­گیرند و به طور فعالانه برای تشکیل سرباره جدا نمی­ شوند. برای جلوگیری از به وجود آمدن این ناخالصی­ ها، فلاکس SiO2,CaO برای جذب اکسیدها استفاده می ­شود [2].

2-6- ترکیبات اصلی و واکنش­‌های کوره

قبل بیان واکنش ­های اصلی در کوره­ه ای تولید سیلیکون و فروسیلیکون چند اصطلاح را باید تعریف کنیم.

Reactivity: توانایی مواد احیایی برای واکنش با گاز SiO می ­تواند اندازه­‌گیری شود و به عنوان Reactivity مواد کربنی شناخته شده می­ باشد. Reactivity مهم ترین پارامتر در فرایند ذوب می­ باشد و بیش­ترین تاثیر را روی بهره­‌وری و انرژی مصرفی دارد.

بازیابی Si: نسبت سیلیکون خارج شده از کوره به سیلیکون اضافه شده به کوره تعریف می­شود.

از آنجایی که اکثر انرژی مصرف شده در کوره (% 95-90) از طریق الکترود وارد شارژ می­ شود. این منطقه بیش­ترین دما را دارد(℃2100) (شکل 4).

شکل 4- ساختار درونی کوره تولید سیلیکون

بنابراین کوره به دو قسمت دما بالا و دما پایین (High & Low Temperature) یا منطقه واکنش داخلی و منطقه واکنش خارجی (Inner & Outer Reaction Zone) تقسیم می­ شود. واکنش تشکیل فلز که نیاز به دمای بالاتر از ℃ 1800 دارد در منطقه درونی واکنش اتفاق می­ افتد [3].

واکنش­ های منطقه درونی واکنش مقدار زیادی گاز که عمدتا Co و SiO می­ باشد تولید می­ کنند. تشکیل این گازها باعث ایجاد حفرات بزرگ پر از گاز اطراف هر یک از الکترود می­ باشد که در شکل 4 دیده می­ شود. این حفرات اغلب به عنوان Craters نام‌­گذاری شده‌­اند. چون گاز SiO یک جز میانی غنی از انرژی در فرایند می‌­باشد، بازیابی آن در منطقه خارجی واکنش امری ضروری می­‌باشد [3].

وقتی یک کانال گاز از منطقه داخلی واکنش آغاز و تا بالای کوره ادامه می­‌یابد، SiO به طور مستقیم به گاز خروجی وارد می‌­شود و اصطلاحا گفته می­‌شود کوره دچار Blowing شده است. حین فرایند Crater ها تمایل به گسترش در جهت عمودی دارند که این باعث افزایش پدیده Blowing می­‌شود. این پدیده انرژی مصرفی و اتلاف Si را افزایش و بازیابی Si را کاهش می­‌دهد. به منظور کاهش پدیده Blowing دیواره­­‌های Craterها در فواصل زمانی مشخص به وسیله Mechanical Stoker شکسته می‌­­شود و مواد خام از بالای کوره اضافه می­‌شود [3].

معادله 1-1 واکنش ناخالص ایده­‌آل احیای کوارتز به وسیله کربن را توصیف می کند. کربن موجود در شارژ به طور مستقیم با بازیابی سیلیکون مرتبط است. کربن می­تواند به وسیله پارامتر x در واکنش با کوارتز (SiO2 + xC) تعریف می­‌شود [3].

1-1

1-2

1-3

واکنش کلی تولید سیلیکون واکنش 1-1 است که در آن 2=x می­‌باشد. یک شارژ با میزان کک کمتر باعث تولید گاز اضافی و کاهش بازیابی سیلیکون ناشی از اتلاف SiO می­‌شود. این به وسیله قرار دادن 1=x در واکنش 2-1 می­‌باشد. اضافه کردن بیش از حد کربن به وسیله واکنش 3-1 بیان می­‌شود. بیش از حد بهینه اضافه کردن کربن باعث تجمع SiC در کوره و کاهش بازیابی Si می‌ ­شود. ارتباط بین کربن و بازیابی Si در شکل 5 نشان داده شده است. با فرض تعادل استوکیومتری در کوره، واکنش 1-1 و 2-1 می­ توانند برای بیان بازیابی سیلیکون به صورت زیر ترکیب می­ شوند [3].

1-4

بازیابی سیلیکون به صورت مقدار سیلیکون موجود در کوارتز که به فلز سیلیکون تولیدی انتقال پیدا می­ کند، بیان می­ شود. در واکنش 4-1، y نشان دهنده بازیابی Si می­ باشد (10≤y≤). شیمی واکنش پیچیده‌­تر از آن است که به وسیله واکنش 3-1 و 1-1 بیان شد. تولید سیلیکون در داغ‌­ترین قسمت­های کوره اتفاق می­‌افتد که همچنین به منطقه واکنش داخلی اشاره دارد [3].

شکل 5- رابطه بازیابی Si با درصد کربن موجود در شارژ

شماتیکی از مدل ارائه شده برای واکنش تولید سیلیکون در شکل 6 آورده شده است.

شکل 6- مدل استوکیومتری برای واکنش­های منطقه داخلی و خارجی
  • Outer Reaction Zone

بیش تر از 93 درصد انرژی مورد نیاز برای احیای کوارتز به سیلیکون مذاب در اولین مرحله احیا به گاز SiO استفاده می شود. این نکته تاکید می کند که اتلاف گاز SiO  نه تنها تاثیر منفی بر بازیابی سیلیکون دارد، بلکه انرژی مصرفی نیز افزایش می یابد. به عنوان یک نتیجه، بازیابی گازهای تولید شده در منطقه واکنش داخلی در مناطق سردتر شارژ ضروری می باشد. واکنش های زیر برای Outer Reaction Zone معرفی شده اند:

1-5

1-6

1-3

واکنش­های زیر نیز ارائه شده است:

7-1

8-1

برای فهم بهتر از واکنش در سیستم Si-O-C، فازهای پایدار وابسته به دما و فشار جزئی گاز SiO، تعادل بین واکنش­‌های اصلی در سیستم در شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 7- واکنش ها در سیستم Si-O-C

البته یک گرادیان حرارتی در کوره وجود دارد، دمای بالاتر از ℃ 1500 اغلب به عنوانOuter Reaction Zone فرض می­ شود.

بخش عمده‌­ای از گاز SiO تولید شده در Inner Reaction Zone به وسیله واکنش با مواد احیا کننده کربنی بر اساس 5-1 بازیابی می ­شود. این مهم­ ترین واکنش در Outer Reaction Zone می­ باشد و SiC یکی از محصولات واکنش می ­باشد. همانطور که در ‏شکل 5 نشان داده شده است، SiC یک محصول میانی در فرایند می­ باشد که برای تولید سیلیکون در Inner Reaction Zone ضروری می­ باشد. توانایی مواد احیا کننده کربنی برای واکنش با گاز SiO طبق 5-1 را Reactivity می­ نامند. Reactivity مواد احیا کننده از مهم­ترین پارامترهای فرایند می­ باشد.

از 6-1 این نکته برداشت می­ شود که چگالش گاز SiO بسیار گرمازا می­ باشد. مقدار گاز SiO که می­ تواند به صورت میعانات بازیابی ­شود به وسیله ظرفیت گرمایی شارژ و سهم واکنش­ های مصرف کننده حرارت محدود می ­­شود. تبخیر حرارت موجود در مواد شارژ و گازی کردن مواد فرار موجود در زغال سنگ و چیپس چوب مثال­ هایی از این واکنش­‌ها هستند. چون گاز SiO از منطقه واکنش درونی عبور کرده و وارد منطقه سردتر می ­شود، دمای آن تا کمتر از ℃ 1500 افت می­ کند. چگالش به وسیله واکنش 6-1 به 5-1 ترجیح داده می­ شود. اگرچه چگالش گاز SiO براساس واکنش 7-1 و 8-1 در دماهای کمتر از ℃ 1650 از نظر ترمودینامیکی از واکنش 6-1 پایدارتر می­ باشد.

کوارتز ممکن است در دمای بالاتر از ℃ 1500 به طور مستقیم براساس واکنش 3-1 با کربن واکنش ­دهد. این واکنش ترکیبی از واکنش­ های 2-1 و 5-1 می­‌باشد. معمولا این واکنش وقتی که مواد توده‌­ای استفاده می­ شود، ناچیز درنظر گرفته می­ شوند. این واکنش می ­تواند وقتی که مخلوط آگلومره کربن و کوارتز به عنوان شارژ استفاده شود، تاحدی پیش رود. واکنش مستقیم بین کوارتز و کربن به شدت گرماگیر است و ظرفیت جذب حرارت توسط شارژ را در منطقه واکنش خارجی افزایش می­ دهد. این واکنش امکان چگالش گاز SiO بیش­تری را طبق واکنش 6-1 فراهم می­ کند.

  • Inner Reaction Zone

واکنش­ های تولید سیلیکون در دمای بالا اتفاق می ­افتد. محصول میانی (SiC) که در منطقه واکنش خارجی تولید می­ شود، با SiO2 در منطقه واکنش درونی واکنش می­ دهد.

1-9

1-10

1-11

ترکیب این واکنش ­ها:

12-1

که z میزان SiC در دسترس در منطقه واکنش درونی می­ باشد (0/5≤z≤1). دو واکنش 9-1 و 12-1 ترکیب واکنش 10-1 و 11-1 می­ باشند. آنتالپی واکنش در دمای ℃ 1800 به وسیله نرم­‌افزار HSC اندازه‌­گیری شده است [3].

از واکنش ذکر شده در بالا اهمیت تولید SiC در منطقه واکنش خارجی واضح می ­باشد. همانطور که توسط واکنش 11-1 بیان شد، تشکیل این ترکیب برای تولید سیلیکون مذاب ضروری می­ باشد.

ترکیب پایدار فازهای چگال در سیستم Si-O-C بالاتر از دمای ℃ 1514، SiO2 و SiC می­ باشد که SiO2 به صورت مازاد برای انجام واکنش 3-1 وجود دارد. این ترکیبات واکنش 9-1 را انجام می­ دهند و مقدار زیادی گاز تولید می­ کنند. فشار تعادلی گاز SiO با افزایش دما به میزان زیادی تغییر می­ کند (شکل 7). در دمای ℃ 1811 فشار این گاز به حدی می ­رسد که سیلیکون مذاب می­ تواند طبق واکنش 11-1 تولید شود. این پایین ­ترین دمای ممکن برای تشکیل مستقیم سیلیکون در فشار نهایی گاز SiO+CO=1 می­ باشد. تشکیل مستقیم بستگی به فشار جزئی بالای گاز SiO، همچنین دما بالا دارد. از شکل 7 این موضوع دریافت می ­شود که فشار جزئی گاز SiO در دمای ℃1811 برابر bar 67/0 و در دمای ℃ 2000 تا bar 5/0 افت می­ کند [3].

تولید گاز SiO در منطقه واکنش داخلی بسیار گرماگیر است (9-1 و 10-1). بنابراین این واکنش اکثر انرژی تولید شده توسط قوس را مصرف می ­کند. تصور می ­شود که این دو واکنش آهسته‌­ترین واکنش پیشنهاد شده می ­باشند و توسط تعادل شیمیایی محدود نمی­ شوند [3].

چون واکنش تشکیل سیلیکون در منطقه واکنش­ های داخلی بستگی به فشار جزئی بالای SiO دارد، واکنش ­های مصرف کننده SiO تمایل به کاهش بازیابی سیلیکون مذاب دارند. تبدیل مواد کربنی در منطقه واکنش خارجی از اهمیت مطلق برخوردار است، چون کربن واکنش نداده، در منطقه واکنش داخلی با گاز SiO طبق واکنش 5-1 واکنش می ­دهد. کاهش تبدیل کربن از 0 به g بازیابی سیلیکون را از 0 به P می­ رساند [3].

        7- مواد احیا کننده کربنی

کیفیت مواد احیا کننده کربنی برای رسیدن به بازده سیلیکون بالا در فرآیند سیلیکون بسیار مهم می­ باشد. Reactivity و درجه Conversion که به وسیله واکنش 5-1 بیان می­شود، به طور مستقیم بازیابی سیلیکون، همچنین مصرف انرژی و در نتیجه سود دهی فرایند را تحت تاثیر قرار می ­دهند. علاوه بر این، دیگر پارامترهایی که فرایند را تحت تاثیر قرار می ­دهند، سطح مواد معدنی و trace elements می­ باشند [3].

1-7- دستورالعمل و ترکیب شیمیایی مواد کربنی

مهم­ترین مواد کربنی مورد استفاده در تولید آلیاژهای پر سیلیکون عبارتند از:

  1. زغال سنگ (Coal)
  2. کک (Coke)
  3. زغال چوب (Charcoal)
  4. چیپس چوب (Woodchips)
  5. Petroleum coke

دستورالعمل و ترکیب شیمیایی مواد احیا کننده، هم الزامات پروسه و هم مشخصه‌­های محصول را تحت تاثیر قرار می­ دهد. ترکیب شیمیایی برخی از مواد احیا کننده در کارخانجات سراسر جهان در شکل 8 آمده است. این شکل نشان می ­دهد که تنها ماده احیایی رایج برای تولید سیلیکون چیپس چوب می ­باشد. چیپس چوب برای اهداف فرایند اضافه می ­شود.

اضافه کردن چیپس چوب باعث نفوذ پذیری بالاتر در کوره م ی­شود، بنابراین باعث توزیع بهتر گاز درون بار و کم کردن پدیده blowing می ­شود[3].

شکل 8- ترکیب برخی از مواد احیا کننده
بازدید 329085 بار
آخرین ویرایش در یکشنبه, 15 اسفند 1395 ساعت 17:26

ارتباط با ما

آدرس

ایران - تهران - دانشگاه علم و صنعت - دفتر مرکز پژوهش و فناوری علم و توسعه.

تلفن و فکس

77240664 - 021

021 - 77240667

ایمیل

این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید