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硅鐵是應(yīng)用廣泛的一個鐵合金品種。它是硅和鐵按一定比例組成的硅鐵合金,是煉鋼不可缺少的材料。硅還有導(dǎo)電性能低,導(dǎo)熱性差和導(dǎo)磁性較強(qiáng)的重要物理性能。因此煉硅鋼﹙含硅約2~4﹪﹚時硅鐵可作合金劑。硅鋼片是電力工業(yè)材料之一,用它作變壓器和電動機(jī)的鐵芯,可使磁滯損失大為降低,能滿足變壓器和電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)要求。如用普通碳素鋼片代硅鋼片作鐵芯,則變壓器和電動機(jī)的發(fā)熱量增大3~6倍。這使設(shè)備功率因數(shù)降低,也會造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過熱現(xiàn)象,使其不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。含鋁量的硅鐵遇水后生成氫氧化鋁并有氣體產(chǎn)生,是硅鐵粉化的主要原因。
為什么硅鐵中的含碳量很低?
冶煉硅鐵用焦炭作還原劑,使較易增碳的自焙電極,采用焦炭磚砌筑出鐵口和流鐵槽,有時用石墨粉涂錠模,使用炭質(zhì)樣勺取液體樣等等。冶煉硅鐵從爐內(nèi)反應(yīng)直到出鐵,澆注過程中,與碳接觸的機(jī)會顯然很多。
硅鐵中硅含量越高,則其碳含量越低。硅鐵中硅含量約大于30%時,硅鐵中的碳絕大部分是以碳化硅﹙SiC﹚狀態(tài)存在。碳化硅在坩堝內(nèi)易被二氧化硅或一氧化硅氧化而被還原。碳化硅在硅鐵中,尤其溫度低時,其溶解度很小,易析出而上浮。所以,留在硅鐵中的碳化硅很低,故硅鐵含碳量很低。焦炭中的碳大部分是以固定碳形式存在,但也有少部分的碳是以碳?xì)浠衔铹v通常稱為揮發(fā)分﹚形式存在。
什么樣的硅石適于冶煉硅鐵?
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,將造成排渣困難。同時硅石中三氧化二鋁較多時,易使鋁被還原出來而進(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,以減少冶煉時的渣量。硅鐵冶煉過程中,由于爐料粘,料面透氣性不好,或電極工作短,電極跟部或其周圍的薄弱部位,噴出較大壓力的高溫?zé)釟饬鳎纬勺瓢咨鹧?,這種現(xiàn)象叫“刺火”,也叫跑火。
硅鐵冶煉爐內(nèi)存渣過多的原因:
1、有時爐內(nèi)長期缺碳,大量過剩的二氧化硅溶化后形成粘稠的爐渣,不易排除。
2、由于料面高等原因,電極插入爐料深度變淺,爐溫低,爐渣不易排除,尤其是容量小的電爐更容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象,使?fàn)t內(nèi)存渣過多。
3、雖然冶煉硅鐵時渣量少,但是出鐵時應(yīng)盡量往外帶渣,以使電極深插。如果不注意帶渣,時間長了,也會造成爐內(nèi)存渣過多。
4、原料質(zhì)量較差,諸如焦炭中的灰分含量過高或硅石表面泥土多,也會增加渣量。
爐內(nèi)存渣過多的危害:
1、爐底上漲,點(diǎn)擊不易深插,干過縮小,料面透氣性變壞,爐況惡化。
2、爐底溫度低,出鐵口不易打開,盧燕不暢通,鐵水的流速慢,出鐵量較少。