Ishlab chiqarishning asosiy jarayonimagniy metallPidgeon jarayonidir.Temir kremniy 75, uning yuqori kremniy tarkibi va past nopoklik tarkibi tufayli, optimal kamaytirish agenti tanlovidir. Uning yaroqliligining asosiy sabablari quyidagilardan iborat:
72% -80% gacha bo'lgan kremniy miqdori to'liq pasayish reaktsiyasini ta'minlaydi va uning narxi FeSi90, muvozanatlash samaradorligi va tejamkorligi kabi yuqori kremniy navlaridan past;
Pidgeon jarayoni 1150-1250 daraja og'ir sharoitlarni va 1-10 Pa vakuumni talab qiladi FeSi 75% kimyoviy barqarorligi magniy mahsulotining tozaligini ta'minlaydigan yon reaktsiyalardan qochadi;
Sanoat ishlab chiqarishida ishlab chiqarilgan har bir tonna magniy metalliga 1,2-1,3 tonna 75FeSi sarflanadi, bu esa uni magniy eritishda "xarajat va samaradorlik yadrosi" ga aylantiradi.
Magniy eritishda FeSi75 ning roli va reaksiya mexanizmi
(1) Yadroni kamaytirish reaktsiyasi
FerroSilicon 75 tarkibidagi kremniy magniy va kaltsiy silikat gazsi hosil qilish uchun kaltsiylangan dolomit (CaO・MgO) bilan siljish reaksiyasidan o'tib, yadro qaytaruvchi element sifatida ishlaydi. Reaksiya tenglamasi quyidagicha:
Asosiy reaktsiya:2MgO・CaO + Si (FerroSilicon dan 75%) → 2Mg↑ + Ca₂SiO₄ (harorat 1150-1250 daraja, vakuum 1-10Pa)
Termodinamik asos:Bu reaksiyaning standart Gibbs erkin energiyasi (DG darajasi) 1200 gradusda -68kJ/mol bo'lib, o'z-o'zidan reaktsiya uchun shartlarni qondiradi; kremniy va magniy (Si⁴⁺/Si=-0.86V, Mg²⁺/Mg=-2.37V) orasidagi elektrod potentsialidagi farq kamaytirish ustuvorligini ta'minlaydi.
(2) Reaktsiya jarayonining bosqichma-bosqich--tahlili
Xom ashyoni oldindan tozalash: Dolomit (CaCO₃・MgCO₃) 900-1000 daraja haroratda kaltsiylangan oq rangga (CaO ・ MgO) ajraladi;
Materialni qadoqlash va presslash:Kalsinlangan oq vaFeSi75 kukuni(hajmi 1 mm dan kam yoki unga teng) 7:1 massa nisbatida aralashtiriladi va granulalarga bosish uchun biriktiruvchi qo'shiladi (diametri 20-30 mm);
Vakuumni kamaytirish:Pelletlar reduksiya idishiga solinadi va ... 1150-1250 daraja, 1-10 Pa vakuum ostida kremniy Mg bug'ini hosil qilish uchun MgO ni kamaytiradi.
Kondensatsiya va yig'ish:Mg bug'i reduksiya idishining yuqori qismidagi kondensator tomonidan sovutilib, qattiq xom magniyga (tozaligi 99,5% dan katta yoki teng) kondensatsiyalanadi.
Tozalash va tozalash:Xom magniy erigan tuz (masalan, NaCl-KCl-MgCl₂ tizimi) bilan tozalanadi va yuqori{4}}tozalikdagi magniy hosil qiladi (99,9% dan katta yoki teng).
FeSi75 sifatiga qo'yiladigan talablar
75 # FerroSilicon ning tozaligi va nopoklik tarkibi magniyning tiklanish tezligi va tozaligiga bevosita ta'sir qiladi.
| Ko'rsatkich turi | Talab doirasi | Standartdan oshib ketishning ta'siri |
| Kremniy (Si) tarkibi | 72%-80% | 72%: Incomplete reduction reaction, magnesium recovery rate decreases by 5%-8%; >80%: xarajat oshadi, qo'shimcha samaradorlikni oshirish yo'q. |
| Alyuminiy (Al) tarkibi | 1,0% dan kam yoki unga teng (afzalroq 0,5% dan kam yoki teng) | >1,0%: FeSi75 reaktivligini oshiradi, kamaytiruvchi vositani haddan tashqari iste'mol qiladi va bir tonna magniy uchun FeSi75 iste'molini 5% -10% ga oshiradi. |
| Uglerod (C) tarkibi | 0,2% dan kam yoki unga teng | ＞0,2%: MgC₂ qo'shimcha mahsuloti hosil bo'lib, magniyning tozaligi 99% dan pastga tushib, keyingi ishlov berish samaradorligiga ta'sir qiladi. |
| Oltingugurt (S) tarkibi | 0,05% dan kam yoki unga teng | ＞0,05%: magniy bilan MgS qo'shimchalarini hosil qiladi, magniyning plastisitivligini va korroziyaga chidamliligini kamaytiradi. |
| Fosfor (P) tarkibi | 0,04% dan kam yoki unga teng | ＞0,04%: magniy qotishmalarida mo'rtlikni keltirib chiqaradi; yuqori darajadagi magniy qotishmalari uchun mos emas (masalan, aerokosmik magniy qotishmalari) |
| Hajmi | 1 mm dan kam yoki unga teng (chang) | ＞1mm: Kalsinlangan oq kukun bilan toʻliq aralashmaslik, natijada maʼlum hududlarda toʻliq pasayish reaktsiyasi va idish ichida reaksiya samaradorligining ±10% oʻzgarishi. |
FeSi75 ning magniy ishlab chiqarishga asosiy ta'siri
(1) Magniyning tiklanish tezligiga ta'siri
75% FeSi ning kremniy miqdori 75% va Al 0,5% dan kam yoki unga teng bo'lsa, magniyning tiklanish darajasi 85% -90% ga yetishi mumkin;
Kremniy miqdori 70% gacha tushganda, tiklanish darajasi 78% -82% gacha tushadi; Al tarkibi 1,5% gacha ko'tarilganda, tiklanish darajasi 75% -78% gacha kamayadi.
(2) Magniyning tozaligiga ta'siri
Yuqori-sifatli FeSi75# (umumiy aralashmalar 1,5% dan kam yoki teng) 99,7%-99,9% tozalangan magniy hosil qilishi mumkin;
Agar FeSi75 ning uglerod miqdori standartdan 0,3% gacha oshsa, magniyning tozaligi 99,2% -99,5% gacha tushadi, bu esa qo'shimcha tozalash xarajatlarini talab qiladi.
(3) Ishlab chiqarish xarajatlariga ta'siri
FerroSilicon75 magniyni eritishda xom ashyo narxining 60% -70% ni tashkil qiladi. 1000 RMB/tonna narx tebranishi bir tonna magniy narxining 1200-1300 RMB o'zgarishiga to'g'ri keladi.
Kam-ifoqli 75 FerroSilicon qotishmasining (Al 0,5% dan kam yoki teng) sotib olish narxi 5%-8% yuqori boʻlsa-da, u kamaytirish agenti va qayta ishlash xarajatlarini kamaytirishi mumkin, bu esa bir tonna magniyning umumiy tannarxini 3%-5% kamaytirishga olib keladi.
Magniy eritishda FeSi75 ni qo'llash uchun optimallashtirish strategiyalari
(1) Xom ashyo tanlash va sifat nazorati
FeSi75-Al0,5darajasi (Al 0,5% dan kam yoki unga teng) yuqori-alyuminiy oksidi va yuqori-uglerodli moddalardan foydalanmaslikka ustuvor ahamiyat berish kerak.
Kirish tekshiruvi:Spektrometr Si, Al va C kabi asosiy indikatorlarni tezkor aniqlash uchun ishlatiladi. Reaksiya faolligini tekshirish uchun har bir partiyadan olingan namunalarda kichik-miqyosdagi pasaytirish sinovlari o'tkaziladi.
(2) Jarayon parametrlarini moslashtirish
Hajmi:FeSi75 kukunining zarracha o'lchami 0,1-1 mm da nazorat qilinadi va kalsinlangan oq kukun bilan aralashtirish bir xilligi etarli reaktsiya kontaktini ta'minlash uchun 95% dan katta yoki teng;
Qisqartirish shartlari:Harorat 1200±20 daraja barqarorlashtiriladi va harorat o'zgarishi tufayli FeSi75 ning to'liq reaktsiyasini oldini olish uchun vakuum darajasi 5Pa dan past bo'ladi.
(3) Nopoklikni nazorat qilish va yon reaktsiyalarni bostirish
Uglerodni bostirish:MgC₂ hosil qilish uchun uglerodning MgO bilan reaksiyasini bostirish uchun granulalarga 0,1%-0,2% ohaktosh (CaCO₃) qo'shiladi;
Qayta ishlashni qo'llab-quvvatlash:FeSi75 tomonidan kiritilgan iz aralashmalarini olib tashlash uchun "vakuumni pasaytirish + erigan tuzni tozalash" ning ikki tomonlama jarayoni qabul qilinadi, bu magniy tozaligi standartlarga javob berishini ta'minlaydi.
Sanoat tendentsiyalari: magniy eritishda FeSi75 yo'nalishlarini yangilash
Kam gibridlanish:
Yuqori{0}}magniy qotishmalari (aerokosmik va elektronika uchun) 75FeSi qotishmasidagi aralashmalarga nisbatan qattiqroq talablarga ega, bu esa Al 0,3% dan kam yoki teng va C 0,1% dan kam yoki teng boʻlgan maxsus FeSi 75 qotishmasiga talabning oshishiga olib keladi;
Yashillash:
Yashil elektr energiyasi bilan ishlab chiqarilgan FeSi75 qotishmasidan foydalanish magniyni eritish natijasida uglerod emissiyasini 50% dan ko'proq qisqartirishi mumkin, bu esa uglerod neytralligining global tendentsiyasiga mos keladi;
Yuqori samaradorlik:
Rivojlanish "FeSi75 + noyob yerKompozit kamaytiruvchi vosita pasayish haroratini 50-80 darajaga tushirishi va bir tonna magniy uchun elektr energiyasini iste'mol qilishni 800-1000 kVt soatga kamaytirishi, ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi mumkin.
