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硅石是冶煉硅鐵的基本原料之一。為減少渣量,降低電耗和提高產(chǎn)量,要求硅石中的二氧化硅含量大于97%。硅石中的,三氧化二鋁是有害雜質(zhì),它的熔點(diǎn)高約為2050℃當(dāng)爐渣中含有較高的三氧化二鋁時(shí),將造成排渣困難。同時(shí)硅石中三氧化二鋁較多時(shí),易使鋁被還原出來(lái)而進(jìn)入硅鐵中,使硅鐵的含鋁量增加,影響硅鐵質(zhì)量。因此,要求硅石中的三氧化二鋁不大于1%.硅石表面呈現(xiàn)粉紅色線條是三氧化二鋁存在的象征。三氧化二鋁也常存在硅石表面泥土中。為此,硅石入爐之前用水沖洗,以減少冶煉時(shí)的渣量。
硅鐵的主要用途是做煉鋼的脫氧劑和合金料。磷﹙P﹚和硫﹙S﹚是對(duì)鋼質(zhì)量影響極大的雜質(zhì),硅鐵含磷較多時(shí)易使硅鐵粉化。因此要求磷、硫含量很低。磷在硅石中以﹙P2O5﹚狀態(tài)存在,冶煉時(shí)絕大部分被碳還原進(jìn)入硅鐵中。所以要求硅石中不大于0.02%。
硅石中的含硫量,由于冶煉過(guò)程中硫﹙S﹚和硅﹙Si﹚形成硫化硅,如SiS、SiS2等化合物,這些化合物在高溫下易揮發(fā)跑掉,因此對(duì)硅石含硫量不作要求。
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)。這是因?yàn)樵诟邷貤l件下,碳對(duì)氧的結(jié)合能力比硅對(duì)氧的結(jié)合力大。可見(jiàn)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,通過(guò)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。