L'alliage silicium-manganèse est principalement utilisé comme matériau intermédiaire pour le désoxydant et l'agent d'alliage de la production d'acier, et est également la principale matière première pour la production de ferromanganèse à faible teneur en carbone. Sa consommation occupe la deuxième place dans les produits en ferroalliage de four électrique. Les alliages silicium-manganèse avec une teneur en carbone inférieure à 1,9 % sont des produits semi-finis pour la production de ferromanganèse à moyen et faible teneur en carbone et de manganèse électrosilicium-métal thermique. Le silicium et le manganèse dans l'alliage silicium-manganèse, une forte affinité avec l'oxygène, dans l'utilisation de l'alliage silicium-manganèse dans la fabrication de l'acier, les produits de désoxydation résultants MnSiO3 et MnSiO4 fondent respectivement à 1270 degrés et 1327 degrés, avec un point de fusion bas, de grosses particules, faciles à flotter, un bon effet de désoxydation et d'autres avantages. Dans les mêmes conditions, en utilisant la désoxydation du manganèse ou du silicium seul, le taux de perte par combustion est respectivement de 46 % et 37 %, tandis qu'en utilisant la désoxydation de l'alliage silicium-manganèse, le taux de perte par combustion des deux est de 29 %. Par conséquent, il a été largement utilisé dans la fabrication de l'acier et son taux de croissance de production est supérieur au taux de croissance moyen du ferroalliage, devenant un désoxydant composite indispensable et un agent d'ajout d'alliage dans l'industrie du fer et de l'acier.
Le four à carbure de calcium est l'équipement principal pour la production de carbure de calcium. Le four à carbure de calcium est un four à chaleur minérale, la principale matière première est le coke et le calcaire selon un certain rapport d'exigences après mélange par réaction de fusion à l'arc électrique pour produire du carbure de calcium (carbure de calcium). Le carbure de calcium est produit dans un four à carbure de calcium en faisant fondre la charge en raison de la température élevée émise par l'arc électrique. En raison de la température de réaction pouvant atteindre 2000 degrés ou plus, une température aussi élevée, le réfractaire général est difficile à supporter. Par conséquent, le volume du corps du four doit être supérieur à l'espace de réaction, c'est-à-dire qu'une couche de charge doit être conservée entre la zone de réaction et le revêtement pour protéger le revêtement.
Il existe de nombreuses formes de corps de four, notamment rondes, ovales, carrées et rectangulaires. Du point de vue thermodynamique, le four circulaire est plus avantageux. En fait, le choix de la forme du four est principalement déterminé par la disposition des positions des électrodes et la position d'installation de l'équipement d'extraction du monoxyde de carbone. On peut dire que la plupart des fours à carbure de calcium d'aujourd'hui sont des fours circulaires et très peu utilisent d'autres formes.
La taille de l'espace de réaction dans le four est déterminée par la taille de l'électrode, la distance et la portée de l'arc. La distance de l'électrode circulaire est directement proportionnelle à son diamètre. Le diamètre de l'électrode varie avec la capacité du four. Le diamètre de l'électrode est déterminé par la densité de courant qu'elle autorise. Le courant de l'électrode est déterminé par la capacité du transformateur. La conclusion finale est que la taille du corps du four dépend de la capacité de son transformateur.
Le carbure de calcium est produit dans le four en raison de la réaction de fusion de la charge due à la température élevée émise par l'arc électrique. En raison de la température de réaction pouvant atteindre 2000 degrés ou plus, une température aussi élevée, le réfractaire général est difficile à supporter. Le volume du four doit donc être supérieur à l'espace de réaction. C'est-à-dire qu'une couche de charge doit être conservée entre la zone de réaction et le revêtement pour protéger le revêtement.
La taille de l'espace de réaction dans le four est déterminée par la taille de l'électrode, la distance et la portée de l'arc. La distance de l'électrode circulaire est directement proportionnelle à son diamètre. Le diamètre de l'électrode varie avec la capacité du four. Le diamètre de l'électrode est déterminé par la densité de courant qu'elle autorise. Le courant de l'électrode est déterminé par la capacité du transformateur. La conclusion finale est que la taille du corps du four dépend de la capacité de son transformateur.
La taille du four et la distance entre les électrodes sont très importantes. Lorsque la taille est choisie de manière appropriée, le courant circule principalement de l'extrémité de l'électrode à travers la couche de réaction et de fusion jusqu'au fond du four. À ce moment, le fonctionnement du four à carbure de calcium est très fluide. Sinon, une grande quantité de courant circule d'une électrode à travers la couche d'interdiffusion de charge et la couche de préchauffage jusqu'à l'autre électrode. De cette façon, l'électrode ne peut pas pénétrer profondément dans le four, la température du fond du four est réduite, les trois phases du four ne sont pas faciles à lisser, l'écoulement du carbure de calcium est difficile et le fonctionnement du four à carbure de calcium est détérioré, ce qui est très défavorable à la production.
Ce qui suit est une brève introduction à la structure du corps du four et de la porte du four.
(1) Les exigences de la coque du four pour la coque du four : ① la résistance du corps du four doit être capable de répondre à la forte dilatation du revêtement du four causée par le chauffage et de s'adapter aux exigences de dilatation et de contraction du revêtement du four ; ② Dans le cas de la satisfaction des exigences de résistance, nous devons nous efforcer d'économiser des matériaux et de réduire le poids ; (3) Fabrication pratique, si nécessaire, la possibilité d'emballage et de transport doit être envisagée.
(2) Couche de remplissage : En général, le revêtement en briques des parois du four est principalement constitué de maçonnerie humide, qui se dilate lorsqu'elle est chauffée. Il faut donc placer une couche de plaque d'amiante (ou de laine de laitier ou de sable sec) entre la brique réfractaire et la coque en fer. Cette couche est appelée couche de remplissage, également appelée couche tampon. L'épaisseur de cette couche dépend de la taille du four, de la méthode de maçonnerie et de la nature du réfractaire, qui est généralement de 50 à 100 mm.
(3) Revêtement en briques réfractaires : six couches de briques réfractaires sont posées au-dessus de la couche de remplissage, et l'épaisseur est d'environ 450 à 500 mm. La paroi du four est posée avec deux couches de briques réfractaires jusqu'au sommet du four. En général, des briques réfractaires en argile sont utilisées et il existe deux méthodes de construction de briques réfractaires : la construction à sec et la construction humide. La méthode de pose humide adopte 70 % de poudre de clinker réfractaire, 30 % de poudre de matière première réfractaire et une maçonnerie mélangée à l'eau. Le joint de brique ne doit pas être supérieur à 3 mm. La méthode de pose à sec a des exigences techniques plus élevées, de sorte que la méthode de pose à sec est principalement utilisée sur le four à carbure de calcium de grande capacité, et la paroi du four est une méthode de pose humide.
(4) Revêtement en briques de carbone : au-dessus de la couche de briques réfractaires, l'épaisseur de la couche de briques de carbone varie en fonction de la capacité du four à carbure de calcium, la petite capacité est de 400 à 800 mm, la capacité moyenne est de 800 à 1 200 mm et la grande capacité est de 1 200 à 1 500 mm. Les méthodes de maçonnerie de la couche de briques de carbone sont divisées en deux types : la méthode des joints grossiers et la méthode des joints fins. La méthode des joints grossiers consiste à laisser des fissures de brique de 30 à 50 mm entre les briques et les briques. La pâte de joint épaisse est chauffée en une pâte, remplie entre les fissures de brique, puis chauffée et tassée avec un outil spécial et un outil pneumatique avec une pression de vent de 3 à 7 kg/2 cm. Les joints de brique supérieur et inférieur doivent être décalés. Entre la brique de carbone et la brique réfractaire, entre la brique de carbone et la surface supérieure de la couche de brique de carbone doit également être remplie d'une pâte de joint épaisse de 50 à 100 mm d'épaisseur. La méthode de joint fin consiste à traiter à l'avance les briques de carbone dans un plan avec une précision relativement élevée sur la raboteuse. Et pré-assemblées dans l'usine de traitement, la taille de tolérance de chaque brique de carbone doit être de ± 1 mm. Lors de la pose sur le four à carbure de calcium, les briques et les briques sont remplies de pâte à joint fin fondue, ce qui nécessite que le joint de brique ne soit pas supérieur à 2 mm. La méthode de joint fin est la meilleure de ces deux méthodes. Cependant, la quantité de traitement est importante, de sorte que cette méthode n'est généralement utilisée que sur les fours à carbure de calcium de grande capacité. Il est facile de fabriquer une pâte à joint grossière, mais en raison de la volatilisation des substances volatiles pendant la production, les trous entre les fissures des briques apparaissent facilement et la perméabilité pour empêcher le ferrosilicium est médiocre. Dans le four à carbure de calcium de grande capacité, le revêtement en briques à l'extrémité inférieure de la paroi du four est également constitué de briques de carbone, et la brique de carbone entre cette couche et la brique de carbone au fond du four est également remplie d'une fine pâte de joint, la brique de carbone mesure environ 900 mm de haut et 400 mm d'épaisseur. Des briques de corindon sont utilisées près de la porte du four pour empêcher l'oxydation des briques de carbone.