电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制

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1、电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制通过代入已知系数和常数,可得[C%],[cr%]和T的关系式(数字表达式较复杂,从略).也用QuicrBasic语言编制计算和绘图程序,可绘制不同温度下与Cr0s平衡的铬碳关系图(程序与图略).5讨论对于铁合金生产而言,其浓度均较高,不同于炼钢过

2、程,故在活度计算中需要考虑二次活度相互作用系数的影响.浓度越高,影响的程度越大,偏差也越大.不过,对于铁合金工作者来说,特别是考虑定性分析时,可暂不考虑二次活度相互作用系数的影响,因为二次活度相互作用系数的计算较复杂.此外,用熔态还原技术生产含碳的铬铁合金,也是很有发展前途的技术,可以节能50%,降低生产费用,其工艺也有吹炼过程,因此,研究铬铁脱碳的平衡关琴的热力学,对熔态还原也有指导意义..宅莅表/础丐健z电硅热法冶炼硅钙铁合金的钙含量控制孙海安丁F午(L海申佳铁合金有限公司)l前言在硅钙合金生产中,电硅热法与

3、电热法相比,具有能耗低,合金一28—譬中的有害杂质含量低,操作容易,且无周期性停炉等优点,但采用此法生产的硅钙合金由于含钙低,含铁高,所以常被称为硅钙铁合金.目前,我国虽然无硅钙铁合金国家标准,但已有了企业标准,而且许多厂家进行了工业性试验或小批量生产.根据国内外用户反应,硅钙铁合金比重大,烧损小,其钙容易被钢液所吸收,从而提高了钙的利用率,而且在许多情况下,可用它替代等量的高钙硅钙合金.但用电硅热法生产硅钙铁合金的难点是合金中的钙含量波动大,控制困难,所以研究分析影响钙含量的因素,对稳定和提高合金钙含量有一定的

4、帮助.2还原反应机理电硅热法生产硅钙铁合金,主要是利用75%硅铁中的硅来还原石灰中的氧化钙,其反应式为:2CaO~.)+3SjI1)=2CaSjIl】+SiOiIll(1)△G.=111183～57.49TM.A.雷斯在《铁合金冶炼》一书中认为,%硅铁是由游离硅和三相组成的合金,三相的分子式是Fe.Sis,在还原过程中,由于三相中的活度很小,所以这部分硅基本上不参加反应.由此推论,真正起还原作用的是那部分游离硅.从Si-Fe相同,作者推导出游离硅含量的计算公式:%si-一2.25%Sia一125(2)按照上述原理

5、,还原反应可能按下式进行:4CaO+sSim~lI+FelsI=2casil?Fe2SJsql~+2Ca0?SiO”l-(3)在溶态下,硅铁以FeSi,硅钙以CaSi状态存在,所以其还原反应最终又可写下列形式:4CaOtj)+5Si~t】】+FeSll=;2CaSJI+FeSicj+2SireII+2CaO?SiOlfII(4)一2q一3影响合金钙含量的因素按照反应(3)武计算,合佥理论含钙量最高为l8,而按反应(4)计算,其含金理论含钙量最高可达29%.根据于忠撰写的国外硅铝合金生产工艺及其应用介绍,Fe—Si

6、_Ca系合金中,钙的极限含量(%)按下式求得(当炉渣成份相当于2Cao-SiO2):CCa3=(3C8i]一~o0)/5.1(5)式中(Si]一每炉配加的金属(还原剂和补加料)中的硅含量但事实上,用75%硅铁生产硅钙铁合金,大部分合金的含钙量在18～22%,比按反应式(3)计算的理论值要高,很显然此反应与实际不相符合,比较接近干实际的应该是反应(4),虽然其理论含钙量高于实际成分,但这主要是因为在冶炼过程中除了电极壳,氧气管等带入一部分铁外,它还受到其他因素的影响,使合金含钙量降低.3.1Cao/75%SiFe~

7、影响电硅热法冶炼硅钙铁合金时,炉渣主要由反应物氧化钙,反应产物二氧化硅及熔剂氟化钙组成.氧化钙的活度主要由氧化钙浓度决定.如果Cao/75%SiFe过小,则渣中氧化钙浓度低,活度小,因而合金钙低硅高;随着Cao/75%SiFe的提高,渣中氧化钙浓度及活度也随之增大,所以使合金含钙量升高,但如果Cao/75oASiFe过大,还原剂就会不足,使渣量增加.表1为试验时,Cao/75~SiFe对合金品级率及含钙量的影响e(见表1)一从表1可看出,当Cao/75&Fe一1.1时,合金品级率及含钙量都比较高.3.2硅

8、铁含硅量的影响一一CaO/TS%SiFe对合垒品级率爰含钙量的影响表1台金品级率()合金平均成分(%)CAO/75%SiFeCaO/Si#CCa]一[Ca3=(Ca]兰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