金属硅被称为半金属或准金属,具有金属的几种特性。纯净的硅是***的金属光泽的非金属元素。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(含Si量99.99%的也包含在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。目前,中国生产金属硅的碳热法的生产工艺路线:普遍采用的是以硅石为原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等为还原剂,在矿热电炉中高温熔炼,从硅石中还原出金属硅,其为无渣埋弧高温熔炼过程。晶态硅的电导率不及金属,且随温度升高而增加,具有明显的半导体性质。
生产硅锰合金的工艺与生产碳素锰铁基本相同,但在炉况的掌握上比生产碳素锰铁要难些。为此在操作上更要求做到精心细致,正确的判断炉况和及时处理。
正常炉况的标志是电极插入深度合适,炉料均匀下沉,炉口冒火均匀,成分稳定和各项技术经济指标良好。
准确的配料比是保证得到正常炉况的关键。配料比中的主要问题是配碳量问题。
当炉料中还原剂过多时,炉料导电性增强,电流上涨电极上抬,坩埚缩小,疵火塌料现象增多,炉口的外观和炼硅铁时的还原剂过多时有些相同,由于炉料中有过多的还原剂,二氧化硅还原较多因而合金中硅高。
在连续冶炼法中,炉渣的熔点对炉温有很大的影响。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。在铁合金生产企业,通常把炼钢使用的硅锰合金称作商品硅锰合金,把冶炼低碳铁使用的硅锰合金称作自用硅锰合金,把冶炼金属用的硅锰合金称作高硅硅锰合金。
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。
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