硅铁合金生产工艺课件.ppt

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1、硅铁合金生产工艺目录一.硅铁合金的物理性质二.硅铁冶炼的原材料三.硅铁冶炼的基本原理四.硅铁冶炼工艺操作五.硅铁合金物料计算纯硅呈钢灰色，有金属光泽的晶体物质，质硬而脆，属于非金属。硅的原子量28.08，密度2300kg/m3，熔点1683K；铁具有银白色金属光泽，有良好的延展性、导电、导热性、密度为7.86kg/cm3，熔点1435K。硅与铁能按任意比例互溶，可以生成FeSi2、FeSi、Fe5Si3、Fe2Si等硅化物，其中以FeSi最稳定，熔点为1683K，融化时不分解，能以FeSi新式存在与液态合金中，其余的硅化物当加热时在固态即分解。硅铁是铁和硅组成的铁合金。硅铁的熔点随含硅

2、量增加而升高，标准硅铁的熔点低于1634K。硅与铁的合金容易产生偏析，合金锭上部和下部的含硅量之差达20%以上。合金锭厚度越大，冷却时间越长，则偏析也越严重。因此，通常要求硅铁锭的洗铸厚度不能大于100mm。硅铁合金的物理性质硅铁产品会粉化，这是由于有ζ相和磷、铝、钙等杂志的硅铁在潮湿的大气存放会造成粉化，并放出有毒气体PH3和AsH3。硅铁合金是用于炼钢的脱氧剂和合金添加剂，也是用于铸造的孕育剂。硅铁的牌号和化学成分：国标GB2272-87。硅铁合金的物理性质硅铁冶炼原材料硅石硅石中SiO2含量要求大于98%。硅石中杂质含量要低。硅石中杂质主要指AI2O3、MgO、CaO、P2O5、

3、这些杂质都是成渣物质，不利于硅铁生产的顺行。因此，为确保产品质量和生产顺行，要求硅石中AI2O3含量必须小于0.5%，MgO和CaO含量之和小于1%。硅石要有良好的抗爆性能。硅石在升温过程中，因晶体型转变大及失水，可能出现碎裂，将严重恶化料面的透气性。硅石入炉时要有一定的粒度。硅石粒度过小，会含有较多杂质，也会严重影响面料的透气性；硅石粒度过大，易造成炉料分层，延缓炉料的溶化和还原反应速度。一般要求12500kv.A矿热炉中入炉硅石粒度为80-120mm。碳质还原剂（主要介绍焦炭）焦炭中固定碳含量大于82%。灰分（A）要低，一般要求小于8%。焦炭中灰分过高，易使炉内面料渣化烧结，影响面

4、料透气性。焦炭中的灰分或是炉内渣量增加，是炉渣变粘的重要原因。挥发份（V）6-12%。挥发份高的焦炭，一般来说机械强度低，同时在加热过程中，挥发份易于外逸，从保证焦炭有高的固定碳和机械强度角度考虑，应要求焦炭的挥发份低一些。但考虑到挥发份高的焦炭，其比电阻通常都高。因此挥发份一般不予限制。水分要低。焦炭中水分含量的波动是造成炉况波动和恶化的重要原因，为此要求焦炭中的水分要稳定，且水分小于8%为宜。硅铁冶炼原材料比电阻要高反应能力要强。比电阻：在冶炼过程中，炉内保持有足够大的高温区是炉况顺行和取得良好技术指标的重要条件。而炉内高温区的大小，在很大程度上取决于电极的插入深度。炉料电阻，特别

5、是焦炭的比电阻是影响电极插入深度的一个重要原因。比电阻大，电极插入的深而稳，由此可扩大坩埚区，热损失小。焦炭的比电阻主要和自身结构和种类有关，一般来说焦炭的粒度小，比电阻大；粒度大，比电阻小。粒度组成合适。焦炭的粒度组成是影响炉料比电阻和透气性的重要因素。粒度大的焦炭比电阻小，反应表面小，还原能力较低，加入炉内说炉料的导电性强，电极下插困难，热损失增加；粒度小的焦炭比电阻大，反应表面大，加入炉内时有利于电极深插，也有利于还原反应进行。但是，粒度过小的焦炭入炉时，易使料面烧结透气性变坏，烧损严重。因此，一般要求12500kv.A矿热炉中焦炭粒度要求3-15mm。硅铁冶炼原材料机械强度要高

6、。焦炭机械强度低，不但导致破碎损失大，使产品成本增加，而且入炉后会继续碎裂，影响料面的透气性。铁质材料。生产硅铁时，含铁料是硅铁成分的调节剂，含铁料有促进SiO2被还原的作用。要求球团含铁量要大于60%；钢屑必须是纯碳素钢屑，不能夹杂外来杂物，含铁量应大于95%。硅铁冶炼原材料布袋除尘料仓加密硅微粉发往用户产品检验入库铁质材料兰炭硅石出铁矿热炉熔炼预除尘和风机加工包装硅铁冶炼的基本原理用焦炭中的碳还原硅石中的Si的基本反应。实际生产过程中，采用矿热炉内的高温条件，以焦炭中的碳夺取SiO2中的氧，生成气态的CO通过料层从炉口逸出把硅还原出来。反应式如下：SiO2+2C=Si+2CO(1-

7、1)本式是吸热反应。提高炉温可以加速反应的进行。反应的理论开始还原温度为1663℃，即当温度达到1663℃时1-1反应才开始进行。Fe有促进SiO2还原的作用：在有铁存在的条件下，1-1式还原出来的硅与铁按下式反应生成硅化铁。Fe+Si=FeSi（1-2）生成硅化铁的反应式放热反应，因为铁能降低SiO2还原反应的理论开始反应温度，并改善SiO2的还原条件，所以Fe有促进SiO2还原的作用。冶炼的硅铁含硅越低，SiO2被还原的理论开始温度也就越低