硅钙合金冶炼的可行性研究报告

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1、硅钙合金冶炼的可行性研究报告一、硅钙合金的用途和成分由硅和钙形成的合金一般称为硅钙合金。硅钙合金在炼钢工业上作脱氧剂和脱硫剂。硅钙合金中的硅和钙对氧的亲和力很大，钙对硫的亲和力也很大，脱氧、脱硫产物（SiO2、CaO、CaS）很容易上浮排除，改善钢的性能，提高钢的塑性和冲击韧性。因此，硅钙合金是一种很理想的复合脱氧剂。目前硅钙合金可以代替铝终脱氧，广泛地用于优质钢的生产中。硅钙合金还是一种有效的增温剂。把硅钙合金粉粒加于钢锭头部作为发热剂和保温剂，可以提高钢的质量和成材率。在铸铁生产中硅钙合金用作脱氧脱硫剂和孕育剂，硅钙合金比硅铁更有效地改

2、善铸铁的性能，硅钙合金在铸铁中能起脱氧、脱硫和增硅的效果，而且又是一种有效的孕育剂，促进球状石墨的形成。硅与钙能形成一系列硅化物：Ca2Si、CaSi和CaSi2等，其中以CaSi为最稳定。工业用硅钙合金的熔化温度比较低，一般只有980~1200℃，因而在正常的出炉过程中，合金的过热度很大，合金的流动性也很好，表1—1列出了我国硅钙合金的牌号。表1—1硅钙合金的牌号和化学成分（%）牌号化学成分，%CaSiAlSCP不小于不大于Ca31Si603155~652.40.060.80.04Ca28Si602855~652.40.060.80.04

3、Ca24Si602455~652.50.040.80.04二、市场预测由于硅钙合金是一种理想的复合脱氧脱硫剂，可大大地提高钢材的质量，因此硅钙合金在钢铁工业和铸造行业将得到更广泛的应用。特别是东部沿海地区将需要大量的硅钙合金，炼制出更优质的名牌产品。这些合金主要靠西部矿产资源和电力资源的地区供应。目前生产硅钙合金的家主要有北京、山西、汉中、上海、宁夏等厂家，而且多半用1000KVA以下的小电炉采用混合加料法生产。作钢液的脱氧剂时，由于铝的价格高且它的利用率低，用硅钙合金可以代替铝终脱氧，目前我国硅钙合金产量近1万吨，而年需要量6万吨，可见供

4、小于求，所以生产硅钙合金市场是很广阔的。只要采用二步法生产硅钙合金的一极品率高时，便可成为内销和出口创汇的优良产品。一、硅钙合金的理化原理（一）、CaO作为冶炼硅钙合金钙质元素的来源硅钙合金是通过石灰（CaO）和硅石中的SiO2碳质还原剂还原而制成的，其反应式如下：CaO+C=Ca+CO-525.092JSiO2+2C=Si+2CO-650.612JCa+Si=CaSi总反应式为CaO+SiO2+3C=CaSi+3CO这个反应在1600℃时就可发生。有关资料显示，当钙和硅的氧化物比例为35%～55%CaO和45%～65%的SiO2时，就可形

5、成简单的可熔性渣（熔点为1450~1550℃）。形成的这种熔渣温度低于电炉反应区所需的还原温度，因而钙和硅的还原反应是很难进行的。为此，可以多配入些还原剂，促使生成碳化物熔入炉渣，提高炉渣熔点，保证获得反应所需的高温，一般配碳量为理论还原剂量的1.2～1.3倍。1/2SiO2+3/2C=1/2SiC+COΔGo=67035-43.86TCaO+3C=CaC2+COΔGo=111315-56.8T但这些碳化物又容易在炉低的低温区结晶出来，造成炉底上涨，为了避免这种情况，要稳插电极以使坩埚区获得高温并定期地补加硅石来破坏碳化物，反映如下：CaC

6、2+SiO2=CaSi+2CO2SiC+3SiO2+6C+2CaO=16CaSi+3Si+8CO（二）、CaC2作为冶炼硅钙合金钙质元素的来源以电石、硅石、碳质还原剂为原料，在电炉内生成硅钙合金的主要反应如下：CaC2(l)+2SiO(g)=2CO(g)+CaSi2(l)①CaC2(l)+SiO2(l)=2CO(g)+CaSi2(l)②①式为气液反应，其反应的完善程度取决于熔体中CaC2的活度和气相中SiO的分压力，当坩埚内部有游离碳存在时CaC2才能具有较高的活度；②式为液液反应，反应进行程度取决于CaC2和SiO2在各自熔体中的活度。游

7、离的SiO2只存在于料层和坩埚顶部。在坩埚内部，SiO2存在于硅酸盐中，对②式的反应是不利的。一、二步法生产硅钙合金的方法CaO+3C=CaC2+COCaC2+2SiO2+2C=CaSi+Si+CO二步法冶炼硅钙合金是先在一座电炉内生产电石，然后再以硅石、碳质还原剂为原料，在第二座电炉内生成硅钙合金。我公司可直接进货电石，然后再以硅石、碳质还原剂为原料，在电炉内生成硅钙合金。二步法冶炼硅钙合金的操作方法基本和硅铁相似。硅钙合金冶炼操作时，要进行焖烧，精心维护炉况，增加料面的透气性。电极深而稳地插入炉料中，防止塌料刺火，减少钙的挥发和热能的损

8、失。由于CaC2渣熔点高，流动性差，在炉内与SiO2反应的动力学条件不好，因此，坩埚的正确形成与炉底的高温条件是必须的。合金浇注：由于氧化物还原不充分，原料中含有一定数量的杂质，