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。硅还是铝合金中的良好组元,绝大多数铸造铝合金都含有硅。
硅是电子工业超纯硅的原料,超纯半导体单晶硅做的电子器件具有体积小、重量轻、可靠性好和寿命长等优点。掺有特定微量杂质的硅单晶制成的大功率晶体管、整流器及太阳能电池,比用锗单晶制成的好。非晶硅太阳能电池研究进展很快,转换率达到了8%以上。
硅锰合金是在矿热炉中用炭同时还原锰矿石和硅石中的氧化锰和二氧化硅而炼制生产的。锰硅合金的生产在矿热炉内进行,使用碳质还原剂、锰矿石、富锰渣、烧结锰矿、焙烧锰矿和硅石作原料,石灰、白云石、萤石等作熔剂在电炉内连续生产。
矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉,亦称还原电炉或矿热电炉,电极一端埋入料层,在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料。它主要用于还原冶炼矿石,碳质还原剂及溶剂等原料。
其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬,使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作,利用电弧的能量及电流通过炉料,因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属,陆续续加料,间歇式出铁渣,连续作业的一种工业电炉。
在连续冶炼法中,炉渣的熔点对炉温有很大的影响。(2)硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。在冶炼硅锰合金时,因为炉渣中的SiO2和MnO在12400C会组成低熔点的共晶体,而从MnSiO3中还原得到含硅20%的开始还原温度为14900C,因此冶炼高硅硅锰合金的主要困难也是炉温问题。
锰矿的品位和块度对炉温是有影响的。锰矿含锰越高,渣量就少,炉温容易上去。锰矿块度大,透气性好,整个炉口冒火,料层均匀下沉。原料预热好,落入下部反应区时带入较多的热量,同时块度大,熔化很慢,成渣温度也高,这都有助于炉温的提高。
化学用硅生产原料在化学用硅生产上,原料是实现良好作业的先决条件。因此人们非常重视合金元素硅的使用,作为精密合金材料添加剂,硅合金元素使用也是非常有研究意义。用石英的岩石作生产化学金属硅的原料,低灰分的含碳材料作还原剂。电炉法生产化学用硅的原料主要有硅石和碳素原料。碳素原料又以石油焦为主,有煤或木炭,也可以掺用一部分,以增加炉料比电阻。
对原料要求具有必要的纯度,有良好的反应能力,以便达到产品的规格;还原剂具有不同的反应能力,以便能与石英石发生充分反应;炉料具有不同的成分,并且既有不同的粒度,以便通过适当的配合,使炉料电炉发生良好的影响。
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