某些成分的硅铁,有时因存放期间遇水或空气湿度过大,同时其中铝、钙和磷杂质含量高,在相隔一定时间以后,就会产生粉化现象,并随之放出有臭味、有毒的PH3和ASH3气体,严重时甚至还可能发生燃烧现象。
硅铁中的铝、磷和钙含量不当,都会促成硅铁粉化﹙如图一所示﹚。当铝和磷含量同时增长到一定数值时,这种硅铁在湿度较大的空气中易产生粉化。有的资料指出,硅铁中含磷量小于0.04﹪,含铝量小于3﹪,不易产生粉化现象。
硅铁中硅含量较低往往易粉化。可能因硅铁中FeSi、FeSi2等硅和铁的化合物温度降低体积膨胀,造成硅铁粉化。含铝量的硅铁遇水后生成氢氧化铝并有气体产生,是硅铁粉化的主要原因。
为什么硅铁中的含碳量很低?冶炼硅铁用焦炭作还原剂,使较易增碳的自焙电极,采用焦炭砖砌筑出铁口和流铁槽,有时用石墨粉涂锭模,使用炭质样勺取液体样等等。冶炼硅铁从炉内反应直到出铁,浇注过程中,与碳接触的机会显然很多。
硅铁中硅含量越高,则其碳含量越低。硅铁中硅含量约大于30%时,硅铁中的碳绝大部分是以碳化硅﹙SiC﹚状态存在。碳化硅在坩埚内易被二氧化硅或一氧化硅氧化而被还原。加入过多的硅石炉料时,初期电极可能插得深,时间过长就会造成电极周围缺碳,坩埚缩小,电极容易上抬,料面透气性不好并有刺火现象,甚至给不足负荷,炉总值恶化,尤其是当出铁口相电极其出现这种情况,其后果更为严重,出铁操作不容易顺利进行。碳化硅在硅铁中,尤其温度低时,其溶解度很小,易析出而上浮。所以,留在硅铁中的碳化硅很低,故硅铁含碳量很低。
什么样的硅石适于冶炼硅铁?硅石是冶炼硅铁的基本原料之一。为减少渣量,降低电耗和提高产量,要求硅石中的二氧化硅含量大于97%。硅石中的,三氧化二铝是有害杂质,它的熔点高约为2050℃当炉渣中含有较高的三氧化二铝时,将造成排渣困难。同时硅石中三氧化二铝较多时,易使铝被还原出来而进入硅铁中,使硅铁的含铝量增加,影响硅铁质量。但是,如果渣量较多,加之挡渣和扒渣操作不当,俩次浇注,中间可能有微弱夹渣,因此,应予以充分注意。因此,要求硅石中的三氧化二铝不大于1%,硅石表面呈现粉红色线条是三氧化二铝存在的象征。三氧化二铝也常存在硅石表面泥土中,为此,硅石入炉之前用水冲洗,以减少冶炼时的渣量。
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