硅铁冶炼的基本原理和CO在冶炼反应中的作用是什么?
冶炼硅铁主要原料是硅石,硅石中含二氧化硅约98﹪,二氧化硅很稳定,硅和氧之间的亲和力很强,不易分离。生产上为了把氧从二氧化硅分离除去,采用在矿热炉内高温条件下,以焦炭中的碳夺取二氧化碳中的氧,而且温度越高,碳夺取氧的能力随之增强。这是因为在高温条件下,碳对氧的结合能力比硅对氧的结合力大。大家知道,每批料的配比,是根据硅铁冶炼的化学反应原理和所用原料的成分,并结合实际情况计算出来的。
可见高温时有了碳,二氧化硅就不稳定了,这时二氧化硅中的氧和碳进行反应,生成气态的CO,通过料层从炉口逸出。二氧化硅中的氧被碳夺走后,剩下的硅与铁形成硅铁。
硅铁是炼钢工业中必不可少的脱氧剂。炬钢中,硅铁用于沉淀脱氧和扩散脱氧。砖坯铁还作为合金剂用于炼钢中。钢中添加一定数量的硅,能显著提高钢的强度、硬度和弹性,提高钢的磁导率,降低变压器钢的磁滞损耗。一般钢中含硅0.15%-0.35%,结构钢中含硅0.40%~1.75%,工具钢中含硅0.30%~1.80%,弹簧钢中含硅0.40%~2.80%,不锈耐酸钢中含硅3.40%~4.00%,耐热钢中含硅1.00%~3.00%,硅钢中含硅2%~3%或更高。此外,在炼钢工业中,利用硅铁粉在高温下烯烧能放出大量热这一特点,常作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。
高硅硅铁或硅质合金在铁合金工业中用作生产低碳铁合金的还原剂。硅铁加入铸铁中可作球墨铸铁的孕育剂,且能阻止碳化物形成,促进石墨的析出和球化,改善铸铁性能。
在炼钢工业中用作脱氧剂和合金剂。为了获得化学成分合格的钢和保证钢的质量,在炼钢的后期必须进行脱氧,硅和氧之间的化学亲和力很大,因而硅铁是炼钢较强的脱氧剂用于沉淀和扩散脱氧。在钢中添加一定数量的硅,能显著的提高钢的强度、硬度和弹性,因而在冶炼结构钢时,也把硅铁作为合金剂使用。同时改善夹杂物形态减少钢液中气体元素含量,是提高钢质量、降低成本、节约用铁的有效新技术。特别适用于连铸钢水脱氧要求,实践证明,硅铁不仅满足炼钢脱氧要求,还具有脱硫性能且具有比重大,穿透力强等优点。通常在出完铁之后,原则上要捣一次炉,如果炉况很好不必每次捣,可采用扎透眼的方法,改善料面的透气性。
此外,在炼钢工业中,利用硅铁粉在高温下烯烧能放出大量热这一特点,常作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。
炉内存渣过多是如何处理?
炉内存渣过多的原因:
1、有时炉内长期缺碳,大量过剩的二氧化硅溶化后形成粘稠的炉渣,不易排除。
2、由于料面高等原因,电极插入炉料深度变浅,炉温低,炉渣不易排除,尤其是容量小的电炉更容易产生这种现象,使炉内存渣过多。
3、虽然冶炼硅铁时渣量少,但是出铁时应尽量往外带渣,以使电极深插。如果不注意带渣,时间长了,也会造成炉内存渣过多。
4、原料质量较差,诸如焦炭中的灰分含量过高或硅石表面泥土多,也会增加渣量。