Hợp kim silic mangan chủ yếu được sử dụng làm vật liệu trung gian cho chất khử oxy và hợp kim của sản xuất thép, đồng thời cũng là nguyên liệu chính để sản xuất ferromangan cacbon thấp. Mức tiêu thụ của nó chiếm vị trí thứ hai trong các sản phẩm ferroalloy lò điện. Hợp kim silic-mangan có hàm lượng cacbon dưới 1,9% là sản phẩm bán thành phẩm để sản xuất ferromangan cacbon trung bình và thấp và kim loại nhiệt silic điện. Silic và mangan trong hợp kim silic mangan, ái lực mạnh với oxy, khi sử dụng hợp kim silic mangan trong sản xuất thép, sản phẩm khử oxy thu được là MnSiO3 và MnSiO4 nóng chảy lần lượt là 1270 độ và 1327 độ, có điểm nóng chảy thấp, hạt lớn, dễ nổi, hiệu quả khử oxy tốt và các ưu điểm khác. Trong cùng điều kiện, chỉ sử dụng khử oxy mangan hoặc silic, tỷ lệ mất cháy lần lượt là 46% và 37%, trong khi sử dụng khử oxy hợp kim silic mangan, tỷ lệ mất cháy của cả hai là 29%. Do đó, nó đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép và tốc độ tăng trưởng sản lượng của nó cao hơn tốc độ tăng trưởng trung bình của hợp kim fero, trở thành chất khử oxy tổng hợp và chất bổ sung hợp kim không thể thiếu trong ngành công nghiệp sắt thép.
Lò nung canxi cacbua là thiết bị chính để sản xuất canxi cacbua. Lò nung canxi cacbua là lò nung khoáng, nguyên liệu chính là than cốc và đá vôi theo tỷ lệ yêu cầu nhất định sau khi trộn bằng phản ứng nấu chảy hồ quang điện cực để sản xuất canxi cacbua (canxi cacbua). Canxi cacbua được sản xuất trong lò nung canxi cacbua bằng cách làm nóng chảy điện tích do nhiệt độ cao phát ra từ hồ quang điện. Do nhiệt độ phản ứng lên tới 2000 độ trở lên, nhiệt độ cao như vậy, vật liệu chịu lửa nói chung khó có thể chịu được. Do đó, thể tích của thân lò phải lớn hơn không gian phản ứng, nghĩa là phải giữ lại một lớp điện tích giữa vùng phản ứng và lớp lót để bảo vệ lớp lót.
Có nhiều hình dạng của thân lò, bao gồm tròn, bầu dục, vuông và chữ nhật. Theo quan điểm nhiệt động lực học, lò tròn có lợi thế hơn. Trên thực tế, việc lựa chọn hình dạng lò chủ yếu được xác định bởi sự sắp xếp các vị trí điện cực và vị trí lắp đặt thiết bị chiết xuất carbon monoxide. Có thể nói rằng hầu hết các lò canxi cacbua hiện nay là lò tròn và rất ít sử dụng các hình dạng khác.
Kích thước của không gian phản ứng trong lò được xác định bởi kích thước của điện cực, khoảng cách và phạm vi hồ quang. Khoảng cách của điện cực tròn tỷ lệ thuận với đường kính của nó. Đường kính của điện cực thay đổi theo công suất của lò. Đường kính điện cực được xác định bởi mật độ dòng điện mà nó cho phép. Dòng điện của điện cực được xác định bởi công suất của máy biến áp. Kết luận cuối cùng là kích thước của thân lò phụ thuộc vào công suất của máy biến áp.
Canxi cacbua được tạo ra trong lò do phản ứng nóng chảy của điện tích do nhiệt độ cao phát ra từ hồ quang điện. Do nhiệt độ phản ứng lên tới 2000 độ trở lên, nhiệt độ cao như vậy, vật liệu chịu lửa nói chung khó có thể chịu được. Vì vậy, thể tích của lò phải lớn hơn không gian phản ứng. Nghĩa là, một lớp điện tích phải được giữ lại giữa vùng phản ứng và lớp lót để bảo vệ lớp lót.
Kích thước của không gian phản ứng trong lò được xác định bởi kích thước của điện cực, khoảng cách và phạm vi hồ quang. Khoảng cách của điện cực tròn tỷ lệ thuận với đường kính của nó. Đường kính của điện cực thay đổi theo công suất của lò. Đường kính điện cực được xác định bởi mật độ dòng điện mà nó cho phép. Dòng điện của điện cực được xác định bởi công suất của máy biến áp. Kết luận cuối cùng là kích thước của thân lò phụ thuộc vào công suất của máy biến áp.
Kích thước của lò và khoảng cách giữa các điện cực rất quan trọng. Khi kích thước được lựa chọn phù hợp, dòng điện chủ yếu chảy từ đầu điện cực qua lớp phản ứng và lớp nóng chảy đến đáy lò. Lúc này, hoạt động của lò canxi cacbua rất trơn tru. Nếu không, một lượng lớn dòng điện chảy từ một điện cực qua lớp khuếch tán điện tích và lớp gia nhiệt trước đến điện cực kia. Theo cách này, điện cực không thể đi sâu vào lò, nhiệt độ đáy lò giảm, ba pha trong lò không dễ làm trơn tru, dòng chảy canxi cacbua khó khăn và hoạt động của lò canxi cacbua bị suy giảm, điều này rất bất lợi cho sản xuất.
Sau đây là phần giới thiệu tóm tắt về cấu trúc thân lò và cửa lò
(1) Yêu cầu của vỏ lò đối với vỏ lò:① Độ bền của thân lò phải có thể đáp ứng được sự giãn nở nghiêm trọng của lớp lót lò do nhiệt gây ra, đồng thời thích ứng với yêu cầu giãn nở và co lại của lớp lót lò;② Trong trường hợp đáp ứng được yêu cầu về độ bền, chúng ta phải cố gắng tiết kiệm vật liệu và giảm trọng lượng; (3) Sản xuất thuận tiện, nếu cần thiết, nên cân nhắc đến khả năng đóng gói và vận chuyển.
(2) Lớp lấp đầy: Thông thường, lớp gạch ốp tường lò chủ yếu là gạch ướt, khi nung nóng sẽ nở ra, do đó, giữa gạch chịu lửa và vỏ sắt nên lấp một lớp tấm amiăng (hoặc len xỉ hoặc cát khô). Lớp này được gọi là lớp lấp đầy, còn được gọi là lớp đệm. Độ dày của lớp này phụ thuộc vào kích thước của lò, phương pháp xây và bản chất của vật liệu chịu lửa, thường là 50 đến 100 mm.
(3) Lớp lót gạch chịu lửa: sáu lớp gạch chịu lửa được đặt phía trên lớp trám, độ dày khoảng 450~500 mm. Tường lò được lát hai lớp gạch chịu lửa đến đỉnh lò. Nói chung, gạch chịu lửa đất sét được sử dụng và có hai phương pháp xây gạch chịu lửa: xây khô và xây ướt. Phương pháp xây ướt sử dụng 70% bột clinker chịu lửa, 30% bột nguyên liệu chịu lửa và xây bằng nước. Đường nối gạch không được lớn hơn 3 mm. Phương pháp xây khô có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, vì vậy phương pháp xây khô chủ yếu được sử dụng trên lò canxi cacbua công suất lớn, còn tường lò là phương pháp xây ướt.
(4) Lớp lót gạch cacbon: phía trên lớp gạch chịu lửa, độ dày của lớp gạch cacbon thay đổi theo công suất của lò nung canxi cacbua, công suất nhỏ là 400 ~ 800 mm, công suất trung bình là 800 ~ 1200 mm và công suất lớn là 1200 ~ 1500 mm. Phương pháp xây lớp gạch cacbon được chia thành hai loại: phương pháp đường nối thô và phương pháp đường nối mịn. Phương pháp đường nối thô là để lại các vết nứt gạch 30 ~ 50 mm giữa các viên gạch và viên gạch. Bột đường nối dày được nung thành bột nhão, lấp đầy giữa các vết nứt của gạch, sau đó được nung nóng và nén chặt bằng một công cụ chuyên dụng và một công cụ khí nén với áp suất gió từ 3 đến 7 kg / 2 cm. Các đường nối gạch trên và dưới phải được so le. Giữa gạch cacbon và gạch chịu lửa, giữa gạch cacbon và bề mặt trên cùng của lớp gạch cacbon cũng phải được lấp đầy bằng một lớp bột đường nối dày 50 ~ 100 mm. Phương pháp đường may mịn là gia công gạch cacbon thành mặt phẳng với độ chính xác tương đối cao trên máy bào trước. Và lắp ráp trước tại nhà máy chế biến, kích thước dung sai của mỗi viên gạch cacbon là ±1 mm. Khi đặt trên lò canxi cacbua, gạch và gạch được đổ đầy hồ dán đường may mịn đã nấu chảy, yêu cầu đường may gạch không lớn hơn 2 mm. Phương pháp đường may mịn là phương pháp tốt hơn trong hai phương pháp này. Tuy nhiên, lượng gia công lớn nên phương pháp này thường chỉ được sử dụng trên lò canxi cacbua công suất lớn. Dễ tạo hồ dán đường may thô, nhưng do chất dễ bay hơi trong quá trình sản xuất nên dễ xuất hiện lỗ giữa các vết nứt của gạch và độ thấm để ngăn ferrosilicon kém. Trong lò canxi cacbua công suất lớn, lớp lót gạch ở đầu dưới của thành lò cũng được làm bằng gạch cacbon và gạch cacbon giữa lớp này và gạch cacbon ở đáy lò cũng được đổ một lớp hồ dán đường may mỏng, gạch cacbon cao khoảng 900 mm và dày 400 mm. Gạch corundum được sử dụng gần cửa lò để ngăn chặn quá trình oxy hóa của gạch cacbon.