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Si在自然界中以SiO2的形态存在,高炉中的硅主要来源矿石和焦炭,SiO2是较稳定的化合物,它的生成热很大。很难还原。其还原顺序为:SiO2 SiO Si还原1公斤Si需要的热量为从FeO中还原1公斤Fe的8倍。在高炉中,由于炉渣中的SiO2常与CaO、MgO等结合成为复杂的化合物,使SiO2的还原变得更困难。
Si+O2=SiO2+116580KJ
首先,风口燃烧带高温条件下SiO2气化产生SiO气体:
SiO2+C=SiO+CO
而SiO极易挥发,与C接触良好,促进了Si的还原:
SiO气+C=〔Si〕+CO
其次,风口前气化产生的Si溶解于生铁中与下降的铁水接触,被铁水中的C所还原,还原产生的Si很容易进入生铁
SiO气+〔C〕=〔Si〕+CO
三是由于还原产生的Si溶解于生铁中形成稳定的Fe—Si化合物,同时放出热量,有利于Si的还原,由于铁的存在,Si开始还原的温度可降到1050℃。
炼铁工作者,通常用生铁中的含Si来表示炉温,这是因为Si无论是液态中还是从气态中还原,都需要很高的温度,炉缸温度超高,还原进入生铁的Si就越多,反之,生铁中含Si量越少。生产统计结果表明,炉缸温度(渣、铁温度)与生铁含量呈直线关系,因此,通常用生铁含Si来表示炉温,生铁含Si量成为炉缸温度的代名词。有时也有不完全相符的现象,这表明炉缸温度失常。
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