توصيفگر ها :
مقاومت الكتريكي , تخلخل , كوره قوس الكتريكي , فروسيليسيم , بازيابي
چكيده فارسي :
چكيده
در اين پژوهش اثر مقاومت الكتريكي و تخلخل كك متالورژي، نيمه كك، زغالسنگ و زغال چوب مورد استفاده در كوره قوس الكتريكي توليد فروسيليسيم در دماهاي مختلف، بر ميزان بازيابي سيليسيم از سنگ كوارتز ، بررسي شد. براي انجام اين پژوهش، ابتدا تخلخل اين مواد توسط روش غوطه وري مطابق با استاندارد ISO 5017 اندازهگيري شد. سپس تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM از سطح مقطع هر كدام تهيه شد و ابعاد تخلخلهاي موجود، توسط نرم افزار Image Analyzer مشخص شد. براي اندازهگيري مقاومت الكتريكي، دستگاهي طراحي و ساخته شد. اساس كار اين دستگاه به اين صورت است كه مواد مورد آزمايش در يك محفظه عايق تا دماي 700 درجه سانتيگراد حرارت داده مي شوند و در هر دما مقاومت الكتريكي مواد توسط مقاومت سنج متصل به محفظه اندازهگيري ميشود. نتايج اين آزمون در دماي محيط مطابق با نتايج حاصل از استاندارد ASTM G57 بود. به منظور بررسي تاثير مقاومت الكتريكي و تخلخل بر ميزان بازيابي كوارتز، هر كدام از اين مواد به طور جداگانه در كوره قوس الكتريكي توليد فروسيليسيم آزمايش شدند. به طوري كه مقدار كربن مورد نياز براي احياي كوارتز، يك بار از طريق زغالسنگ و يك بار از طريق زغال چوب تامين شد. بررسي نتايج نشان داد كه درصد بازدهي كوره در زمان استفاده از زغال چوب، نيمه كك، كك متالورژي و زغالسنگ به ترتيب 13/92، 8/90، 5/80 و 4/77 درصد است. بيشتر بودن مقدار مقاومت الكتريكي زغال چوب، سبب افزايش راندمان كوره، و همچنين كاهش مصرف انرژي الكتريكي به ازاي هر تن محصول ميشود. همچنين بيشتر بودن ميزان تخلخل زغال چوب و نيمه كك نسبت به زغالسنگ و كك متالورژي سبب سهولت عبور گاز SiO از ماده كربني شده و موجب واكنشپذيري بيشتر و كاهش مصرف انرژي الكتريكي به ازاي هر تن محصول فروسيليسيم ميشود.
چكيده انگليسي :
Abstract
In this research, the effect of specific electrical resistance and porosity of metallurgical coke, semi-coke, coal and charcoal used in electric arc furnace of fossil silicon production at different temperatures, was investigated on the amount of silicon recovery from quartz rocks. To do this research, porosity of these materials was first measured by immersion method in accordance with ISO 5017 standard. Then the scanning electron microscope (SEM) image was prepared from each cross section and the porosity dimensions were determined by Image Analyzer software. To measure electrical resistance, a device was designed and constructed. The basis of this device is that the materials tested in an insulating chamber are heated up to 700 ° C, and at each temperature, the electrical resistance of the material is measured by the resistance resistor attached to the enclosure. The results of this test at ambient temperature were consistent with the results of the ASTM G57 standard. In order to investigate the effect of electrical resistance and porosity on the quartz recovery rate, each of these materials was tested separately in the arc furnace of ferosilicum production. So that the amount of carbon needed to recover quartz, once loaded through charcoal and once by charcoal. The results showed that the percentage of furnace efficiency at the time of use of charcoal, semi-coke, metallurgical coke and coal were 92.13, 90.8, 80.5 and 77.4%, respectively. The higher the amount of electrical resistance of charcoal, the increase in the efficiency of the furnace, as well as the reduction of electric energy consumption per ton of product. Also, the higher porosity of charcoal and semi-coke compared to charcoal and coke metallurgy facilitates the passage of SiO2 gas from carbon dioxide, resulting in greater reactivity and reduced electric energy consumption per tonne of Ferrosilicon product.
