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硅鐵是以焦炭、鋼屑(氧化鐵皮)、石英(或硅石)為原料用電爐冶煉制成的。是鑄鐵和煉鋼的重要輔助材料,用于脫氧及調(diào)節(jié)鋼材的化學(xué)成分。
硅鐵具有優(yōu)良的鑄造性能和比鋼好得多的抗震能力。特別是球墨鑄鐵,其機(jī)械性能達(dá)到或接近鋼的機(jī)械性能。在鑄鐵中加入一定量的硅鐵能阻止鐵中形成碳化物、促進(jìn)石墨的析出和球化,因而在球墨鑄鐵生產(chǎn)中,硅鐵是一種重要的孕育劑(幫助析出石墨)和球化劑。
硅鐵冶煉的基本原理和CO在冶煉反應(yīng)中的作用是什么?
冶煉硅鐵主要原料是硅石,硅石中含二氧化硅約98﹪,二氧化硅很穩(wěn)定,硅和氧之間的親和力很強(qiáng),不易分離。生產(chǎn)上為了把氧從二氧化硅分離除去,采用在礦熱爐內(nèi)高溫條件下,以焦炭中的碳奪取二氧化碳中的氧,而且溫度越高,碳奪取氧的能力隨之增強(qiáng)。硅鐵是煉鋼的脫氧劑,是煉硅鋼的合金劑,冶煉彈簧鋼、耐熱鋼時(shí),也要加入一定數(shù)量的硅鐵做合金劑。這是因?yàn)樵诟邷貤l件下,碳對氧的結(jié)合能力比硅對氧的結(jié)合力大。
可見高溫時(shí)有了碳,二氧化硅就不穩(wěn)定了,這時(shí)二氧化硅中的氧和碳進(jìn)行反應(yīng),生成氣態(tài)的CO,通過料層從爐口逸出。二氧化硅中的氧被碳奪走后,剩下的硅與鐵形成硅鐵。
硅鐵生產(chǎn)時(shí)爐況發(fā)粘的特征如下:
1、電極工作不穩(wěn)定,符合波動較大,儀表不好操縱,電流表指針搖擺頻繁,有時(shí)還出現(xiàn)給不足負(fù)荷的現(xiàn)象。
2、料面的透氣性不好,一出的爐氣不均勻并且微弱無力。料層較硬。刺火現(xiàn)象嚴(yán)重,局部刺出的是呈灼白色強(qiáng)烈的火焰。大面的火焰很少。
3、搗爐時(shí)會掘出粘結(jié)的大塊料,甚至搗完?duì)t之后,大面仍不冒火。
4、電極工作端的根部沾結(jié)較難清除,即使清除了又易沾結(jié)。
5、出鐵工作不順利。出鐵口不易打開,鐵水流速慢,出鐵口不暢通,爐渣粘,不易排出,從出鐵口噴出爐氣的壓力大。
爐料中鋼屑數(shù)量較多,爐料導(dǎo)電性強(qiáng),電極插入深度比冶煉75硅鐵的淺。較大容量礦熱爐的電極插入深度約為800~1000毫米,較小容量爐子的電極插入深度為500~800毫米。因此,料面高度應(yīng)該低些。大硅鐵礦熱爐溫度較高,硅石更易早期爆裂,因此要用質(zhì)量好些硅石。較大容量礦熱爐的料面應(yīng)該低于爐襯上部邊緣400~500毫米,較小容量爐子的料面應(yīng)該低于爐襯上部邊緣300~400毫米。由于電極插入爐料淺,故不適宜采用較高電壓冶煉,應(yīng)該采用較低的二次電壓冶煉。如果采用較高的二次電壓冶煉則熱量損失大,而且可能因含硅量低造成廢品。