有些單位為降低單位電耗,在冶煉硅鐵時(shí)加入少量的碳化硅﹙SiC﹚,這樣可節(jié)約部分電能。這里指的“碳化硅”,并不是一種特定的原料,而是制造石墨電極時(shí)石墨化爐的保溫廢料。它含有大量的碳化硅,因此,習(xí)慣這種廢料叫“碳化硅”。它的成分如下:
SiC25~40%;SiO220%;C25%;其余為Al2O3 和CaO等。為什么冶煉時(shí)加入少量的“碳化硅”可以降低電耗。
冶煉硅鐵時(shí),二氧化硅被還原是吸收大量熱能的反應(yīng),因此要在很高的溫度﹙約1800~1900℃﹚下,才能使這一反應(yīng)激烈進(jìn)行,因此要消耗大量的電能。當(dāng)爐料中加入部分碳化硅時(shí),它和爐料中的鋼屑在爐內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng):
SiC+Fe= FeSi+C
這個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng),它吸收的熱量和反應(yīng)溫度,要比二氧化硅還原時(shí)所需的熱量和溫度要低。所以爐料中加入部分碳化硅,可以降低電耗。
冶煉45硅鐵因爐料中鋼屑較多,碳化硅的破壞反應(yīng),主要是按SiC+Fe= FeSi+C進(jìn)行。故這時(shí)碳化硅的利用率較高。
冶煉75硅鐵因爐料中鋼屑較少,硅石數(shù)量較多,碳化硅的破壞反應(yīng),將主要按下式進(jìn)行:
2SiO2+SiC= 3SiO+CO↑
SiO+SiC=2Si+CO↑
這兩個(gè)反應(yīng)都約在1800℃以上的高溫下進(jìn)行,并且因有氣態(tài)的SiO參加反應(yīng)。而因氣態(tài)的SiO較易揮發(fā),因此,破壞碳化硅的反應(yīng),不易較安全地進(jìn)行?梢娨睙75硅鐵時(shí),碳化硅的利用率低。
實(shí)踐證明:大容量礦熱爐冶煉45硅鐵時(shí),加入部分的碳化硅,其效果較為顯著。冶煉75硅鐵時(shí)加入部分碳化硅,其效果并不顯著。
碳化硅的熔點(diǎn)高,導(dǎo)電性強(qiáng),冶煉時(shí)加入強(qiáng)化硅后,電極不易穩(wěn)定,爐況不好掌握,并且碳化硅粉末多,影響料面的透氣性,有時(shí)刺火較嚴(yán)重。為此,冶煉時(shí)不易加入過多的碳化硅,而所用的碳化硅應(yīng)精選,以減少粉末。
經(jīng)驗(yàn)證明,冶煉45硅鐵時(shí),每批料﹙硅石按300公斤算﹚,可加50~70公斤碳化硅;冶煉75硅鐵時(shí),每批料加入20~30公斤較為合適。
小硅鐵狂熱爐不要加入碳化硅以防爐況惡化。