硅铁炉况的分析和维护VIP专享VIP免费

1前言在硅铁生产过程中或多或少存在着炉况的波动，较大的炉况波动会造成冶炼操作困难，指标恶化。对炉况的变化需准确及时地作出判断，以尽快找住引起炉况变化的原因和正确指定出处理炉况的有效措施，改善硅铁冶炼经济技术指标。2硅铁冶炼存在的基本反应硅铁电炉冶炼时从上到下可分为预热带、烧结区即坩埚壳、坩埚区和电弧区，个区域的温度和基本反应及产物大致如下：2.1预热带（SiO歧化反应区）温度约500~1300℃，厚度约200~400mm，炉心处由于沉料快而厚，锥体边脚由于沉料慢而薄。其主要反应是：2Si=SiO2+Si…………………………①△G0=-630113+290.56Tt开≤1895℃SiO(g)+2C(s)=SiC(S)+CO(g)………………②△G0=-5875-4.02T3SiO(g)+CO(g)=SiC(S)+2SiO2(s)……….③△G0=-1260227+581.13Tt开≤1896℃Si(l)+C(s)=SiC(s)…………………………④△G0=-100600+34.9Tt开≤2609℃主要产物是SiC、Si、SiO2、、SiO较多地被多孔的焦炭吸附并形成SiC，不与焦炭接触的SiO发生歧化反应后所得的Si也有部分在操作和炉料运行中与焦炭接触按④生成SiC，因此在该区对SiC的生成更有利。但由于①、②、③反应都是气体物质接触固体炉料时发生，因此所得产物量是有限的。2.2烧结区即坩埚壳（SiC形成区）温度约1300-1750℃，厚度随炉况而变化（应在400mm以上），其主要反应是：1/2SiO2（L）+3/2C(s)=1/2SiC(S)+CO(g)………………………⑤△G0=67035-43.89Tt开=1254℃3SiO(g)+CO(s)=SiC(S)+2SiO2（L）………………………………⑥△G0=-332.75+0.1529Tt开≤1903℃Fe(l)+SiC(S)=FeSi(l)+C(s)………………………………⑦△G0=9900-9.14Tt开=810℃6SiO2（L）+12C(s)+Fe(l)=FeSi(l)+5Si(l)+12CO(g)……………⑧△G0=9900-9.14Tt开=810℃2SiO(g)=SiO2（L）+Si(l)……………………………………①SiO(g)+2C(s)=SiC(S)+CO(g)……………………………………②Si(L)+Fe(l)=FeSi(l)………………………………………⑧△G0=-28500-0.64T主要产物是SiC、含Si低的[Si]Fen及SiO2，由于该区硅石软化呈半熔融状态，与C接触更充分，大量生成SiC。此时铁屑以熔化，其破解SiC反应加快，或按⑧反应生成一部分含Si低的[Si]Fen，有①、③反应所得的液态SiO2与SiC形成烧结状态影响炉料透气性。2.3坩埚区（SiC的分解区）温度约1750-2000℃，厚度随炉况而变化，其主要反应是：SiO(g)+SiC(S)=2Si(L)+CO(g)……………………………⑨△G0=49150-24.59Tt开=1726℃1/2SiO2（L）+SiC(S)=3/2Si(L)+CO(g)……………………⑩△G0=97380-47.64Tt开=1771℃1/2SiO2（L）+C(S)=1/2Si(L)+CO(g)………………………⑾△G0=83700-43.2Tt开=1665℃主要产物是Si和含Si高的[Si]Fen，由于该区温度提高使SiO2破解SiC而生成大量的Si，有该区上部所得的含Si低的[Si]Fen溶解该区生成的Si而得到含Si高的[Si]Fen。由于焦炭在进入该区前参与生成SiC的反应大量被消耗掉，因此在坩埚区⑾反应较少且受⒃反应所限制。2.4电弧区（各质气化区）温度约2000-6000℃，其大小与电压有关，主要反应是：3/2SiO2（L）+SiC(S)=1/2Si(L)+CO(g)+2SiO(g)……………………⑿△G0=211975-95.69Tt开=1942℃2SiO2（L）+SiC(S)=CO(g)+1/3SiO(g)……………………⒀△G0=315850-131.13Tt开=2136℃SiO(g)+SiC(S)=2Si(L)+CO(g)……………………………⑨SiO2（L）+Si(L)=2SiO(g)…………………………………⒁△G0=121430-52.87Tt开=2024℃以及各种物质的气化反应。主要产物是SiO和Si，由于该区温度特别高，未放映完的SiO2和SiC继续反映生成大量的SiO。该区是气体物质的来源，它不但产生SiO而且也气化其它物质。2.5其它反应2SiO(g)+CO(g)=SiC(S)+CO2(g)+SiO2（L）……………………………⒂△G0=-215.643+0.1176Tt开≤1561℃SiO2（L）+C（s）=SiO(g)+CO(g)…………………………………………⒃△G0=159600-77.94Tt开=1775℃SiO+C=Si+CO…………………………………………………⒄△G0=8900-8.86Tt开=731℃由于焦炭在进入坩埚区前除按⑦反应外一般都被生成SiC的还原反应消耗尽了（即形成所谓的炭下不到底的现象），所以⒃反应甚少，⒃反应一般在亏炭情况下附加焦炭直接进入干果时发生。在预热区和烧结...