電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制

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1、電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制通過代入已知系數(shù)和常數(shù),可得[C%],[cr%]和T的關(guān)系式(數(shù)字表達式較復雜,從略).也用QuicrBasic語言編制計算和繪圖程序,可繪制不同溫度下與Cr0s平衡的鉻碳關(guān)系圖(程序與圖略).5討論對于鐵合金生產(chǎn)而言,其濃度均較高,不同于煉鋼過

2、程,故在活度計算中需要考慮二次活度相互作用系數(shù)的影響.濃度越高,影響的程度越大,偏差也越大.不過,對于鐵合金工作者來說,特別是考慮定性分析時,可暫不考慮二次活度相互作用系數(shù)的影響,因為二次活度相互作用系數(shù)的計算較復雜.此外,用熔態(tài)還原技術(shù)生產(chǎn)含碳的鉻鐵合金,也是很有發(fā)展前途的技術(shù),可以節(jié)能50%,降低生產(chǎn)費用,其工藝也有吹煉過程,因此,研究鉻鐵脫碳的平衡關(guān)琴的熱力學,對熔態(tài)還原也有指導意義..宅蒞表/礎(chǔ)丐健z電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金的鈣含量控制孫海安丁F午(L海申佳鐵合金有限公司)l前言在硅鈣合金生產(chǎn)中,電硅熱法與

3、電熱法相比,具有能耗低,合金一28—譬中的有害雜質(zhì)含量低,操作容易,且無周期性停爐等優(yōu)點,但采用此法生產(chǎn)的硅鈣合金由于含鈣低,含鐵高,所以常被稱為硅鈣鐵合金.目前,我國雖然無硅鈣鐵合金國家標準,但已有了企業(yè)標準,而且許多廠家進行了工業(yè)性試驗或小批量生產(chǎn).根據(jù)國內(nèi)外用戶反應(yīng),硅鈣鐵合金比重大,燒損小,其鈣容易被鋼液所吸收,從而提高了鈣的利用率,而且在許多情況下,可用它替代等量的高鈣硅鈣合金.但用電硅熱法生產(chǎn)硅鈣鐵合金的難點是合金中的鈣含量波動大,控制困難,所以研究分析影響鈣含量的因素,對穩(wěn)定和提高合金鈣含量有一定的

4、幫助.2還原反應(yīng)機理電硅熱法生產(chǎn)硅鈣鐵合金,主要是利用75%硅鐵中的硅來還原石灰中的氧化鈣,其反應(yīng)式為:2CaO~.)+3SjI1)=2CaSjIl】+SiOiIll(1)△G.=111183～57.49TM.A.雷斯在《鐵合金冶煉》一書中認為,%硅鐵是由游離硅和三相組成的合金,三相的分子式是Fe.Sis,在還原過程中,由于三相中的活度很小,所以這部分硅基本上不參加反應(yīng).由此推論,真正起還原作用的是那部分游離硅.從Si-Fe相同,作者推導出游離硅含量的計算公式:%si-一2.25%Sia一125(2)按照上述原理

5、,還原反應(yīng)可能按下式進行:4CaO+sSim~lI+FelsI=2casil?Fe2SJsql~+2Ca0?SiO”l-(3)在溶態(tài)下,硅鐵以FeSi,硅鈣以CaSi狀態(tài)存在,所以其還原反應(yīng)最終又可寫下列形式:4CaOtj)+5Si~t】】+FeSll=;2CaSJI+FeSicj+2SireII+2CaO?SiOlfII(4)一2q一3影響合金鈣含量的因素按照反應(yīng)(3)武計算,合僉理論含鈣量最高為l8,而按反應(yīng)(4)計算,其含金理論含鈣量最高可達29%.根據(jù)于忠撰寫的國外硅鋁合金生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用介紹,Fe—Si

6、_Ca系合金中,鈣的極限含量(%)按下式求得(當爐渣成份相當于2Cao-SiO2):CCa3=(3C8i]一~o0)/5.1(5)式中(Si]一每爐配加的金屬(還原劑和補加料)中的硅含量但事實上,用75%硅鐵生產(chǎn)硅鈣鐵合金,大部分合金的含鈣量在18～22%,比按反應(yīng)式(3)計算的理論值要高,很顯然此反應(yīng)與實際不相符合,比較接近干實際的應(yīng)該是反應(yīng)(4),雖然其理論含鈣量高于實際成分,但這主要是因為在冶煉過程中除了電極殼,氧氣管等帶入一部分鐵外,它還受到其他因素的影響,使合金含鈣量降低.3.1Cao/75%SiFe~

7、影響電硅熱法冶煉硅鈣鐵合金時,爐渣主要由反應(yīng)物氧化鈣,反應(yīng)產(chǎn)物二氧化硅及熔劑氟化鈣組成.氧化鈣的活度主要由氧化鈣濃度決定.如果Cao/75%SiFe過小,則渣中氧化鈣濃度低,活度小,因而合金鈣低硅高;隨著Cao/75%SiFe的提高,渣中氧化鈣濃度及活度也隨之增大,所以使合金含鈣量升高,但如果Cao/75oASiFe過大,還原劑就會不足,使渣量增加.表1為試驗時,Cao/75~SiFe對合金品級率及含鈣量的影響e(見表1)一從表1可看出,當Cao/75&Fe一1.1時,合金品級率及含鈣量都比較高.3.2硅

8、鐵含硅量的影響一一CaO/TS%SiFe對合壘品級率爰含鈣量的影響表1臺金品級率()合金平均成分(%)CAO/75%SiFeCaO/Si#CCa]一[Ca3=(Ca]蘭l5.0～17.918.O～19.920.0～23.0CSiFeAl1.02.3226.849.323.919.0561.0119.080.8《1.12.52033.466.620.2661.05l7.85