U industrijskim uvjetima, silicij-kalcijeva legura prvenstveno se proizvodi putem aproces karbotermne redukcijeu velikim, uronjenim{0}}električnim pećima. Ova energetski-intenzivna metoda slična je onoj koja se koristi za druge ferolegure.
Osnovni proces uključuje korištenje ugljika (obično u obliku ugljena, koksa ili drvenog ugljena) kao redukcijskog sredstva za ekstrakciju silicija i kalcija iz njihovih sirovih izvora oksida na ekstremno visokim temperaturama. Evo raščlambe korak-po-korak:
1. Priprema sirovina:
Ključne sirovine pažljivo su odabrane i izmiješane:
Izvor silicija:Kvarc ili kvarcit visoke-čistoće koji daje silicij.
Izvor vapna:Visoko{0}}kvalitetno živo vapno (pečeni vapnenac), osigurava kalcij.
Reducent:Materijal koji sadrži ugljik poput ugljena, koksa ili drvenog ugljena.
Često se dodaje mala količina željeznog ili čeličnog otpadakako bi se olakšala reakcija i prilagodio konačni sastav legure.
2. Taljenje u potopljenoj-lučnoj peći:
Pomiješana mješavina sirovina kontinuirano se dovodi u kružnu, vatrostalnu{0}}električnu peć. Ovdje su moćne grafitne elektrode uronjene u teret (naboj materijala).
Između elektroda i ložišta peći stvara se intenzivan električni luk, stvarajući temperaturu između1600 stupnjeva i 2000 stupnjeva (2912 stupnjeva F - 3632 stupnjeva F).
Na tim temperaturama ugljik reducira okside silicija i kalcija. Proces je složen jer kalcij ima visok tlak pare, što znači da ima tendenciju isparavanja na tim temperaturama. Prisutnost silicija pomaže stabilizirati i zadržati kalcij u rastaljenoj leguri.
3. Tapkanje i bacanje:
Povremeno se otvara otvor za slavinu na dnu peći.
Rastaljena legura silicija i kalcija, koja je gušća, istječe u lonac.
Lakši nus{0}}proizvod, troska kalcijevog silikata, pluta na vrhu i odvaja se.
Rastaljena legura se zatim lijeva u kalupe ili granulira/peletizira pomoću-vodenih mlaznica pod visokim{0}}tlakom kako bi se stvorile male, jednolike granule za jednostavnu upotrebu u kasnijim procesima proizvodnje čelika.
4. Drobljenje i dimenzioniranje (za lijevani proizvod):
Ako se lije u praške ili poluge, ohlađena legura se drobi i prosijava u frakcije određene veličine prema zahtjevima kupaca (npr. 0-10 mm, 10-50 mm).
Ključni industrijski izazov:
Glavna poteškoća u proizvodnji je upravljanje hlapljivošću kalcija. Peć mora raditi s dubokim, "potopljenim" slojem šarže kako bi se održali visoki tlak i temperaturni uvjeti koji pogoduju otapanju kalcijevih para natrag u taljevinu silicija, tvoreći stabilnu leguru. Precizna kontrola mješavine sirovina, temperature i rada peći ključna je za učinkovitost i postizanje ciljanog stupnja (npr. Ca 28-32%, Si 58-62%).
