Для уменьшения ликвации кремния и других элементов толщина плоских слитков не должна превышать 100 – 120 мм. После дробления и сортировки по крупности ферросилиции упаковывается в герметичную тару. Хранить и обрабатывать ферросилиции следует в сухих и хорошо проветриваемых помещениях. Это связано с тем, что при содержании кремния более 33% ферросилиции способен самопроизвольно рассыпаться с образованием ядовитых и взрывоопасных веществ. Особенно склонны к рассыпанию сплавы с высоким содержанием алюминия, кальция и фосфора.
Шлак, выпускаемый из печи вместе со сплавом, может содержать от 40 до 70% сплава в виде корольков. Корольки утилизируют повторным расплавлением шлака. Шлак используют также для раскисления стали.
Производство силикокальция
Силикокальций используется для раскисления и десульфурации стали, а также для модифицирования нетеметаллических включений. в чугунолитейном производстве его применяют для графитизации и получения однородного серного чугуна. На основе сплавов с содержанием 15 и 20% Ca производят модификаторы и комплексные раскислители.
Некоторые чистые металлы выплавляют кальцийсиликотермическим методом.
В РФ выплавляют силикокальций с содержанием кальция 10 – 30% Ca (например, СК10, СК15 и др.).
В сплавах СК10 и СК15 содержится соответственно 20 и 25% Fe, а в сплавах СК20, СК25 и СК30 – соответственно 15, 10 и 6% Fe.
Кальции – металл плотностью 1,55 г/см3 с температурами плавления 851 и кипения 1487 оС.
С кремнием кальции образует в твердом состоянии силициды: Ca2Si, CaSi, CaSi2 и две эвтектики. Наиболее прочен силицид CaSi, он плавиться без разлодения.
В жидком состоянии у кремния с кальцием неограниченная взаимная растворимость. Кальции и железо взаимно не растворяются. Растворителем кальция и железа при производстве силикокальция служит кремний.
Кислород и кальции образуют прочный оксид CaO, имеющий температуру плавления 2677 оС.
В системе Ca-C наиболее устойчив карбид CaC2, температура плавления 2160 оС.
С серой кальций образует сульфид CaS и фосфор – фосфиды Ca3P2, CaP и CaP5.
Электрокарбтермическое производство силикальция основано на совместном восстановлении CaO и SiO2 углеродом при высоких температурах.
При этом одновременно протекает реакции:
Ø СаО + ЗС = СаС2+ СО,
Ø Si02 + 2С = Si + 2СО,
Ø Si02 + С = 3SiC + 2СО,
Ø Si02 + СаС2 = CaSi + 2СО,
Ø 2СаО + 3Si = 2CaSi + Si02.
Совместно восстановление по реакции
Ø СаО + Si02 + ЗС = CaSi + ЗСО
Протекает при > 1580 оС
Особенностью это процесса является то, что восстановлению предшествует шлакообразование. В системе CaO – SiO2 имеются химические соединения и эвтектики, плавящиеся при температурах ниже 1580 оС. В таких условиях восстановление становится невозможным. Для получения в реакционной зоне высоких температур, обеспечивающих восстановление кремния и кальция, процесс ведут с большим избытком восстановителя, что приводит к образованию карбидов кремния и кальция.
Ø Si02 + ЗС = SiC + 2СО,
Ø СаО + ЗС = СаС2 + СО.
Одновременно в разных температурных зонах печи происходят процессы, в которых участвуют С, СаО, Si02, СаО • SiO, SiO, Si, SiC, CaC2 и CaSi.
Имеют место диссоциация соединений, испарение компонентов и конденсация их в верхних «холодных» зонах печи.
Железе, присутствующеее в печи, взаимодействует с карборундом
Ø 2SiC + Fe = FeSi2 + 2Cграфит
Образовавшийся силицид реагирует с парами кальция по реакции:
Ø FeSi2 + Са = CaSi + FeSi.
Это уменьшает потерю кальция в улет
При достаточном количестве железа сплав становиться тяжелее шлака. Это способствует хорошему разделению продуктов плавки в печи и в ковше после выпуска.
Оптимальное соотношение железа и извести в шихте 0,6 – 2,9.
Конечный шлак содержит 45 – 55% SiO2; 15 – 20% CaO; примерно 10% SiC; 10 – 15% CaC2; 2 – 3% Al2O3; остальное MgO и FeO. Кратность шлака не превышает 0,1%. Для хорошего разделения сплава и шлака температура последнего должна быть не менее 1800 – 1850 оС. При этом силикокальций сильно перегревается, что приводит к большим потерям кальция в улет.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.