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。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷。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。
合金元素硅在普通低合金钢中可提高强度,改善局部腐蚀抗力,在调质钢中可提高淬透性和耐回火性,是多元合金结构中的主要合金组元之一。
硅的质量分数为0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB钢广泛用于高载荷弹簧材料,同时加入钨、钒、钼、铌、铬等强碳化物形成元素。
硅钢片是硅的质量分数为1.0%-4.5%的低碳钢和超低碳钢,用于电机和变压器。在不锈钢和耐蚀钢中,与钼、钨、铬、铝、钛、氮等配合,提高耐蚀性和抗高温氧化性能。用不锈钢和耐蚀钢制作的雕像经久如新。硅含量较高的石墨钢用于冷模具材料。
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。
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