কিভাবে ফেরোসিলিকন উত্পাদন করা হয় এবং এর সাধারণ স্পেসিফিকেশনগুলি

ফেরোসিলিকন (FeSi) হল প্রশস্তভাবে ব্যবহৃত একটি ফেরো অ্যালয়, যা মূলত ইস্পাত শিল্পে ডিঅক্সিডাইজার এবং অ্যালয়িং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি উত্পাদন হল শক্তি ঘন প্রক্রিয়া যা একটি সাবমার্জড আর্ক ফার্নেসে সিলিকার হ্রাসের উপর নির্ভর করে।

ফেরোসিলিকনের উত্পাদন প্রক্রিয়া

ফেরোসিলিকনের প্রস্তুতিতে প্রধানত একটি সাবমার্জড আর্ক রিডাকশন ফার্নেস ব্যবহার করা হয় (প্রায়শই একে "সাবমার্জড আর্ক ফার্নেস" বা "ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেস" বলা হয়)। প্রক্রিয়াটিকে কয়েকটি প্রধান পর্যায়ে ভাগ করা যেতে পারে:

কাঁচামাল প্রস্তুতি: প্রধান কাঁচামালগুলি হল:
· সিলিকা (SiO₂): সাধারণত 97% এর বেশি বিশুদ্ধতা প্রয়োজন।
· কার্বন-জাতীয় রিডিউসিং এজেন্ট: যেমন ধাতু কোক, পেট্রোলিয়াম কোক, বা কাঠকয়লা।
· লোহার উৎস: সাধারণত ইস্পাত চিপস/স্ক্র্যাপ অথবা লোহা আকরিক যা চূড়ান্ত খনিজে লোহার উপাদান সরবরাহ এবং সিলিকনের মাত্রা নিয়ন্ত্রণে ব্যবহৃত হয়। এই কাঁচামালগুলি চূর্ণকরণ, চালনীকরণ এবং শুকানোর মতো প্রক্রিয়ার মধ্যে দিয়ে যায় যাতে চুল্লিতে নিখুঁত পরিচালনার জন্য উপযুক্ত কণা আকার এবং আর্দ্রতা নিশ্চিত করা যায়।

চুল্লি ধাতুক্ষরণ: মিশ্রিত কাঁচামালগুলি একটি সাবমার্জড আর্ক চুল্লিতে নিরবচ্ছিন্নভাবে খাওয়ানো হয়। তড়িৎ ইলেক্ট্রোড এবং চার্জের মধ্যে উচ্চ তাপমাত্রায় (1800°C এর বেশি) সিলিকাযুক্ত সিলিকন ডাই অক্সাইড কার্বন দ্বারা বিজারিত হয়ে সিলিকন গঠন করে, যা পরবর্তীতে লোহার সাথে মিশে ফেরোসিলিকন গলিত ধাতু তৈরি করে।
· ইলেক্ট্রোড প্রবেশ গভীরতা স্থিতিশীল রাখা এবং চুল্লির অবস্থা (তাপমাত্রা, চাপ) পর্যবেক্ষণ করা কার্যকর পরিচালনার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
· ট্যাপিং চক্রটি সাধারণত 2 থেকে 4 ঘন্টা পরপর হয়ে থাকে।
শোধন (হাই-পিউরিটি বা বিশেষ গ্রেডের জন্য): কম কার্বন, কম অ্যালুমিনিয়াম বা অন্যান্য উচ্চ শুদ্ধতার ফেরোসিলিকন গ্রেড উৎপাদনের জন্য বাহ্যিক শোধন প্রয়োজন। সাধারণ পদ্ধতিগুলি হল:
· আর্গন ব্লো এবং স্টার্নিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে মিশ্র ধাতুর গলিত অবস্থা এবং শোধনকারী উপাদানগুলির (যেমন কম্পোজিট ডিকারবুরাইজার এবং রিফাইনড স্ল্যাগ) মধ্যে পূর্ণ যোগাযোগ ঘটানো হয়, যার ফলে কার্বন এবং অ্যালুমিনিয়ামের মতো অশুদ্ধি অপসারণ করা যায়।
· অক্সিজেন শোধন বা স্ল্যাগ ওয়াশিং পদ্ধতিও ব্যবহার করা যেতে পারে।
ঢালাই এবং চূর্ণকরণ: চুল্লিতে থেকে পাওয়া গলিত ফেরোসিলিকন ঢালাইয়ের জন্য ছাঁচে ঢালা হয়। শীতল এবং কঠিন হয়ে গেলে এটিকে চূর্ণ করা হয়, গ্রেডিং করা হয় (গ্রাহকের আকাঙ্ক্ষিত কণা আকারের বিতরণ অনুযায়ী, যেমন ইস্পাত তৈরির জন্য 10-100 মিমি ব্লক, ঢালাইয়ের জন্য 0.2-8 মিমি গুঁড়ো) এবং পাঠানোর জন্য প্যাকেজ করা হয়।

ফেরোসিলিকনের সাধারণ স্পেসিফিকেশন এবং মডেল

ফেরোসিলিকনকে প্রধানত এর সিলিকন (Si) সামগ্রী এবং অ্যালুমিনিয়াম (Al), কার্বন (C), ফসফরাস (P) এবং সালফার (S) এর মতো অশুদ্ধির সামগ্রীর উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। সাধারণ মডেলগুলি হল:

গ্রেড / মডেল Si সামগ্রী (%) সাধারণ অশুদ্ধি সীমা (সর্বোচ্চ %) প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশন এবং নোটগুলি
FeSi75 72-80 Al: 1.5-3.0, C: 0.2-0.5, P: ≤0.04, S: ≤0.02 সবচেয়ে সাধারণ গ্রেড, ইস্পাত তৈরির জন্য ডিঅক্সিডেশন এবং মিশ্র ধাতুর জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত।
FeSi72 72-75 Al: 1.5-3.0, C: 0.2-0.5, P: ≤0.04, S: ≤0.02 ইস্পাত তৈরির জন্য স্ট্যান্ডার্ড গ্রেড।
লো-কার্বন FeSi (যেমন, B-LcFeSi) ~75 C: খুব কম (যেমন, ≤0.02), Al, P, S নিয়ন্ত্রিত উচ্চ-মানের ইস্পাত জাতের জন্য ডিঅক্সিডেশনের জন্য ব্যবহৃত হয় যেমন বৈদ্যুতিক ইস্পাত।
45% Si FeSi 40-47 Al, C, P, S নিয়ন্ত্রিত ঢালাই লৌহ ফাউন্ড্রিতে একটি ইনোকুল্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

· কণার আকার: অ্যাপ্লিকেশনের উপর নির্ভর করে, ফেরোসিলিকন বিভিন্ন আকারে যোগান দেওয়া হয়, যেমন স্ট্যান্ডার্ড টুকরা (10-100মিমি), রিফাইনড টুকরা (10-50মিমি) বা পাউডার/ফাইন্স (0-8মিমি)। ফাইন্সের অনুপাত প্রায়শই কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় (যেমন, 10মিমির নীচে <5%)।

ফেরোসিলিকন নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে অপরিহার্য:

· ইস্পাত তৈরি: মোল্টেন ইস্পাত থেকে অক্সিজেন অপসারণের জন্য একটি ডিঅক্সিডাইজার হিসাবে এবং নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য যেমন বৃদ্ধি করা শক্তি এবং ইস্পাতের ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য একটি মিশ্র উপাদান হিসাবে কাজ করে।
· ঢালাই শিল্প: কাস্ট লোহা উত্পাদনে একটি ইনোকুল্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয় গোলাকার গ্রাফাইটের গঠন বৃদ্ধির জন্য, কাস্ট লোহার শক্তি এবং মান উন্নত করে।

সংক্ষেপে, ফেরোসিলিকন উৎপাদন উচ্চ তাপমাত্রার ধাতুবিদ্যা এবং নির্ভুল নিয়ন্ত্রণের সংমিশ্রণে একটি জটিল প্রক্রিয়া। বিভিন্ন গ্রেড এবং স্পেসিফিকেশন বিভিন্ন ডাউনস্ট্রিম শিল্পের বিভিন্ন প্রয়োজন পূরণ করে, এটিকে আধুনিক শিল্পে একটি অপরিহার্য গুরুত্বপূর্ণ উপাদান বানিয়ে তোলে।