औद्योगिक सेटिंग्स में, सिलिकॉन कैल्शियम मिश्र धातु का उत्पादन मुख्य रूप से किसके माध्यम से किया जाता हैकार्बोथर्मिक कमी प्रक्रियाबड़ी, जलमग्न {{0}आर्क विद्युत भट्टियों में। यह ऊर्जा-गहन विधि अन्य लौह-मिश्र धातुओं के लिए उपयोग की जाने वाली विधि के समान है।
मुख्य प्रक्रिया में अत्यधिक उच्च तापमान पर अपने कच्चे ऑक्साइड स्रोतों से सिलिकॉन और कैल्शियम निकालने के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्बन (आमतौर पर कोयला, कोक या चारकोल के रूप में) का उपयोग करना शामिल है। यहां चरण-दर-चरण विवरण दिया गया है:
1. कच्चा माल तैयार करना:
प्रमुख कच्चे माल का सावधानीपूर्वक चयन और मिश्रण किया जाता है:
सिलिका स्रोत:उच्च -शुद्धता क्वार्ट्ज या क्वार्टजाइट, सिलिकॉन प्रदान करता है।
नींबू स्रोत:उच्च गुणवत्ता वाला बुझा हुआ चूना (जला हुआ चूना पत्थर), जो कैल्शियम प्रदान करता है।
रिडक्टेंट:कोयला, कोक या चारकोल जैसा कार्बनयुक्त पदार्थ।
अक्सर इसमें थोड़ी मात्रा में लोहे या स्टील का स्क्रैप मिलाया जाता हैप्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाने और अंतिम मिश्र धातु संरचना को समायोजित करने के लिए।
2. डूबी हुई भट्टी में गलाना:
मिश्रित कच्चे माल के मिश्रण को लगातार एक गोलाकार, दुर्दम्य लाइन वाली विद्युत भट्ठी में डाला जाता है। यहां, शक्तिशाली ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड बोझ (सामग्री चार्ज) में डूबे हुए हैं।
इलेक्ट्रोड और भट्ठी के चूल्हे के बीच एक तीव्र विद्युत चाप मारा जाता है, जिससे बीच में तापमान उत्पन्न होता है1600 डिग्री और 2000 डिग्री (2912 डिग्री फ़ारेनहाइट - 3632 डिग्री फ़ारेनहाइट).
इन तापमानों पर, कार्बन सिलिकॉन और कैल्शियम के ऑक्साइड को कम कर देता है। यह प्रक्रिया जटिल है क्योंकि कैल्शियम में उच्च वाष्प दबाव होता है, जिसका अर्थ है कि यह इन तापमानों पर वाष्पीकृत हो जाता है। सिलिकॉन की उपस्थिति पिघली हुई मिश्र धातु में कैल्शियम को स्थिर और बनाए रखने में मदद करती है।
3. टैपिंग और कास्टिंग:
समय-समय पर, भट्ठी के तल पर एक नल का छेद खोला जाता है।
पिघला हुआ सिलिकॉन कैल्शियम मिश्र धातु, जो सघन होता है, एक करछुल में बह जाता है।
हल्का उपोत्पाद, कैल्शियम सिलिकेट स्लैग, ऊपर तैरता है और अलग हो जाता है।
बाद में स्टील बनाने की प्रक्रियाओं में उपयोग में आसानी के लिए छोटे, समान कण बनाने के लिए पिघले हुए मिश्र धातु को सांचों में डाला जाता है या उच्च दबाव वाले पानी के जेट का उपयोग करके दानेदार/गोलीकृत किया जाता है।
4. क्रशिंग और साइज़िंग (कास्ट उत्पाद के लिए):
यदि सूअरों या सिल्लियों में डाला जाता है, तो ठंडा मिश्र धातु को कुचल दिया जाता है और ग्राहकों की आवश्यकता के अनुसार विशिष्ट आकार के अंशों में जांचा जाता है (उदाहरण के लिए, 0-10 मिमी, 10-50 मिमी)।
प्रमुख औद्योगिक चुनौती:
उत्पादन में मुख्य कठिनाई कैल्शियम की अस्थिरता का प्रबंधन करना है। भट्ठी को उच्च दबाव और तापमान की स्थिति बनाए रखने के लिए एक गहरे, "डूबे हुए" चार्ज बेड के साथ काम करना चाहिए जो कैल्शियम वाष्प को सिलिकॉन पिघल में वापस घुलने में मदद करता है, जिससे स्थिर मिश्र धातु बनती है। दक्षता और लक्ष्य ग्रेड (उदाहरण के लिए, सीए 28-32%, एसआई 58-62%) प्राप्त करने के लिए कच्चे माल के मिश्रण, तापमान और भट्टी संचालन का सटीक नियंत्रण महत्वपूर्ण है।
