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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。反之,電極插入爐料較淺時(shí),刺火和塌料現(xiàn)象均較多,熱量損失大,爐溫低,反應(yīng)不能充分進(jìn)行,因此,就不會(huì)有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此煉硅鋼﹙含硅約2~4﹪﹚時(shí)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(dòng)機(jī)的鐵芯,可使磁滯損失大為降低,能滿足變壓器和電動(dòng)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(dòng)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(huì)造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)熱現(xiàn)象,使其不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
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。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CO,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。
硅石加入爐內(nèi)預(yù)熱時(shí)均有不同程度的爆裂,這是因二氧化硅晶格變化時(shí)體積膨脹造成的。不同產(chǎn)地的硅石,其爆裂程度不同。受熱后爆裂程度較大的硅石,在冶煉時(shí)會(huì)惡化料面的透氣性,造成爐況變壞。因此。要求硅石在高溫下,應(yīng)具有一定熱穩(wěn)定性。
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。選礦源時(shí)要把硅石先做爐內(nèi)試驗(yàn),再確定是否能用。小爐子用的硅石,可因地制宜,適當(dāng)酌情降低質(zhì)量要求。