硅铁是应用广泛的一个铁合金品种。它是硅和铁按一定比例组成的硅铁合金,是炼钢不可缺少的材料。硅铁是炼钢的脱氧剂,是炼硅钢的合金剂,冶炼弹簧钢、耐热钢时,也要加入一定数量的硅铁做合金剂。生产实践证明,钢中有了氧会显著地恶化钢的性质,降低钢的机械性能。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。
硅与氧结合力很强,故冶炼某些品种的铁合金时,也有用硅铁作还原剂,例如钨铁、铝铁等。硅还有导电性能低,导热性差和导磁性较强的重要物理性能。因此炼硅钢时硅铁可作合金剂。
硅钢片是电力工业材料之一,用它作变压器和电动机的铁芯,可使磁滞损失大为降低,能满足变压器和电动机的运转技术要求。
在铸铁中加进一定量的硅铁能阻止铁中形成碳化物、促进石墨的析出和球化,因而在球墨铸铁生产中,硅铁是一种重要的孕育剂和球化剂。铁中用作还原剂。不仅硅与氧之间化学亲和力很大,而且高硅硅铁的含碳量很低。因此高硅硅铁(或硅质合金)是铁合金产业中生产低碳铁合金时比较常用的一种还原剂。尽量不使用石灰浆涂锭模,石灰遇高温产生氢气,助长冒瘤的形成,采用石墨粉铺模较好。
在其他方面的用途。磨细或雾化处理过的硅铁粉,在选矿产业中可作为悬浮相。在焊条制造业中可作为焊条的涂料。高硅硅铁在化学产业中可用于制造硅酮等产品。在这些用途中,炼钢产业、铸造产业和铁合金产业是硅铁的较大用户。它们共消耗约90%以上的硅铁。大硅铁矿热炉温度较高,硅石更易早期爆裂,因此要用质量好些硅石,选矿源时要把硅石先做炉内试验,再确定是否能用。在各种不同牌号的硅铁中,目前应用较广的是75%硅铁。
还原剂过剩的特征是什么样,如何处理?
电极插入深度较浅:炉料中焦炭量过剩,焦炭的电阻小,导电性强,通过炉料的电流增多,因此,电极上升,甚至会使电极升到上限,使电极在炉料中插得较浅。电极周围易坍塌,干过缩小:由于焦炭量过剩,电极上升,插入深度浅,高温区随之上移,坩埚逐渐缩小,电极周围的料层薄,所以易产生塌料和刺火现象。电极间的极心圆直径:相同容量的矿热炉,极心圆的直径较大时,电极间距离较远,炉料的电阻增加,电极插入炉料内较深,反之极心圆直径较小时,电极插入深度变浅。
硅铁的主要用途是做炼钢的脱氧剂和合金料。磷﹙P﹚和硫﹙S﹚是对钢质量影响较大的杂质,硅铁含磷较多时易使硅铁粉化。因此要求磷、硫含量很低。磷在硅石中以P2O5状态存在,冶炼时绝大部分P2O5被碳还原进入硅铁中。所以要求硅石中P2O5不大于0.02%。硅铁之所以被广泛采购是因为硅铁本身含有硅元素,而炼钢产业正需要硅元素,因为炼钢过程中需要将钢水脱氧。
硅石中的含硫量,由于冶炼过程中硫﹙S﹚和硅﹙Si﹚形成硫化硅,如SiS、SiS2等化合物,这些化合物在高温下易挥发跑掉,因此对硅石含硫量不作要求。硅石中的氧化钙﹙CaO﹚和氧化镁﹙MgO﹚含量较高,冶炼时就会增加渣量,并侵蚀出铁口,为此要求硅石中氧化钙和氧化镁含量之和小于1%。冶炼硅铁焦炭是主要原料,它又是冶炼硅铁的还原剂,所以要求焦炭内的固定碳的含量越高越好,要大于84%,同时要求焦炭灰分要低。
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