化学工业用硅的冶炼工艺化学用硅的工艺流程包括炉料准备,电炉熔炼,硅的精制和浇铸,除去熔渣夹杂而进行的破碎。在炉料配制之前,所有原料都要进行必要的处理。金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右,其余杂质为铁、铝、钙等。硅石在颚式破碎机中破碎到块度不大于100mm,筛出小于5mm的碎块,并用水冲洗洁净。因为熔炉中碎块在炉膛上部熔融,从而降低了炉料的透气性,使生产过程难以进行。
金属硅成分主要是硅,因此和硅具有相类似的性质。硅有无定形硅和晶形硅两种同素异形体。无定形硅是灰黑色粉末,实际上也是一种微晶体。
晶形硅具有金刚石的晶体结构和半导体性质 , 熔点 1410℃ , 沸点 2355℃ ,密度2.32~2.34克/厘米3,莫氏硬度 7,性脆 。无定形硅化学性质活泼,在氧气中能剧烈燃烧。金属硅(Si)是工业提纯的单质硅,大量用于冶炼成硅铁合金作钢铁工业中合金元素,在很多种金属冶炼中作还原剂。它在高温下与卤素、氮、碳等非金属发生反应,也能与镁、钙、铁等金属作用,生成硅化物。
晶形硅比较不活泼,即使在高温下也不与氧气化合,它也不溶于任何一种无机酸和有机酸。
合金元素硅对钢的显微***及热处理的影响,作为钢中的合金元素,其质量分数一般不低于0.4%,以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,能够缩小奥氏体相区。
合金元素硅提高退火、正火和淬火温度,在亚共析钢中提高淬透性。硅不形成碳化物,可强烈地促进碳的石墨化,在硅含量较高的中碳钢和高碳钢中,如不含有强碳化物形成元素,易在一定温度下发生石墨化。金属硅又称结晶硅或工业硅,其主要用途是作为非铁基合金的添加剂,是二十世纪六十年代中期出现的一个商品名称。在渗碳钢中,硅能够减小渗碳层厚度和碳的浓度。硅对钢液有良好的脱氧作用。
硅钙合金是由元素硅、钙和铁组成的复合合金,是一种较为理想的复合脱氧剂、脱硫剂。被广泛应用于低碳钢、不锈钢等钢种和镍基合金、钛基合金等特殊合金的生产当中;并适合作转炉练钢车间用的增温剂;还可以作铸铁的孕育剂和球墨铸铁生产中的添加剂。
大约从1907年开始采用电硅热法生产硅钙合金。
被广泛应用于低碳钢、不锈钢等钢种和镍基合金、钛基合金等特殊合金的生产当中;并适合作转炉练钢车间用的增温剂;还可以作铸铁的孕育剂和球墨铸铁生产中的添加剂。
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