I industrielle omgivelser fremstilles siliciumcalciumlegering primært gennem encarbotermisk reduktionsprocesi store, neddykkede-lysbueovne. Denne energi-intensive metode ligner den, der bruges til andre ferrolegeringer.
Kerneprocessen involverer at bruge kulstof (normalt i form af kul, koks eller trækul) som et reduktionsmiddel til at udvinde silicium og calcium fra deres rå oxidkilder ved ekstremt høje temperaturer. Her er et trin-for-trin:
1. Forberedelse af råmateriale:
De vigtigste råvarer er nøje udvalgt og blandet:
Kilde af silica:Kvarts eller kvartsit med høj-renhed, der giver silicium.
Kalkkilde:Brændt kalk af høj-kvalitet (brændt kalksten), der giver calcium.
Reduktionsmiddel:Et kulstofholdigt materiale som kul, koks eller trækul.
Ofte tilsættes en lille mængde jern- eller stålskrotfor at lette reaktionen og justere den endelige legeringssammensætning.
2. Smeltning i neddykket-bueovn:
Den blandede råmaterialeblanding føres kontinuerligt ind i en cirkulær, ildfast-foret elektrisk ovn. Her er kraftige grafitelektroder nedsænket i byrden (materialeladningen).
En intens elektrisk lysbue slås mellem elektroderne og ovnens ildsted, hvilket genererer temperaturer mellem1600 grader og 2000 grader (2912 grader F - 3632 grader F).
Ved disse temperaturer reducerer kulstoffet oxiderne af silicium og calcium. Processen er kompleks, fordi calcium har et højt damptryk, hvilket betyder, at det har en tendens til at fordampe ved disse temperaturer. Tilstedeværelsen af silicium hjælper med at stabilisere og fastholde calcium i den smeltede legering.
3. Tap og casting:
Periodisk åbnes et hanehul i bunden af ovnen.
Den smeltede siliciumcalciumlegering, som er tættere, flyder ud i en øse.
Det lettere-biprodukt, en calciumsilikatslagge, flyder ovenpå og adskilles.
Den smeltede legering støbes derefter i forme eller granuleres/pelletiseres ved hjælp af-højtryksvandstråler for at skabe små, ensartede granulat, der er lette at bruge i senere stålfremstillingsprocesser.
4. Knusning og dimensionering (for støbt produkt):
Hvis den støbes ind i grise eller barrer, knuses den afkølede legering og sigtes i specifikke størrelsesfraktioner som krævet af kunderne (f.eks. 0-10 mm, 10-50 mm).
Central industriel udfordring:
Den største vanskelighed i produktionen er at håndtere flygtigheden af calcium. Ovnen skal fungere med en dyb, "neddykket" ladningsleje for at opretholde høje tryk- og temperaturforhold, der favoriserer opløsningen af calciumdamp tilbage i siliciumsmelten, hvilket danner den stabile legering. Præcis styring af råmaterialeblandingen, temperaturen og ovndriften er afgørende for effektiviteten og for at nå målkvaliteten (f.eks. Ca 28-32%, Si 58-62%).
