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冶炼硅铁为什么可以使用少量的碳化硅?

2020/10/9 15:10:31
有些单位为降低单位电耗,在冶炼硅铁时加入少量的碳化硅﹙SiC﹚,这样可节约部分电能。这里指的“碳化硅”,并不是一种特定的原料,而是制造石墨电极时石墨化炉的保温废料。它含有大量的碳化硅,因此,习惯这种废料叫“碳化硅”。它的成分如下:
 
SiC25~40%;SiO220%;C25%;其余为Al2O3 和CaO等。为什么冶炼时加入少量的“碳化硅”可以降低电耗。
 
冶炼硅铁时,二氧化硅被还原是吸收大量热能的反应,因此要在很高的温度﹙约1800~1900℃﹚下,才能使这一反应激烈进行,因此要消耗大量的电能。当炉料中加入部分碳化硅时,它和炉料中的钢屑在炉内发生如下反应:  
 
SiC+Fe= FeSi+C
 
这个反应是吸热反应,它吸收的热量和反应温度,要比二氧化硅还原时所需的热量和温度要低。所以炉料中加入部分碳化硅,可以降低电耗。
 
冶炼45硅铁因炉料中钢屑较多,碳化硅的破坏反应,主要是按SiC+Fe= FeSi+C进行。故这时碳化硅的利用率较高。
 
冶炼75硅铁因炉料中钢屑较少,硅石数量较多,碳化硅的破坏反应,将主要按下式进行:
 
2SiO2+SiC= 3SiO+CO↑
 
SiO+SiC=2Si+CO↑
 
这两个反应都约在1800℃以上的高温下进行,并且因有气态的SiO参加反应。而因气态的SiO较易挥发,因此,破坏碳化硅的反应,不易较安全地进行。可见冶炼75硅铁时,碳化硅的利用率低。
 
实践证明:大容量矿热炉冶炼45硅铁时,加入部分的碳化硅,其效果较为显著。冶炼75硅铁时加入部分碳化硅,其效果并不显著。
 
碳化硅的熔点高,导电性强,冶炼时加入强化硅后,电极不易稳定,炉况不好掌握,并且碳化硅粉末多,影响料面的透气性,有时刺火较严重。为此,冶炼时不易加入过多的碳化硅,而所用的碳化硅应精选,以减少粉末。
 
经验证明,冶炼45硅铁时,每批料﹙硅石按300公斤算﹚,可加50~70公斤碳化硅;冶炼75硅铁时,每批料加入20~30公斤较为合适。
 
小硅铁狂热炉不要加入碳化硅以防炉况恶化。
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