33. Каковы особенности восстановления кремния в доменной печи? о чем говорит изменения концентрации кремния в чугуне?

Кремнезем восстанавливается только твердым углеродом в нижней части печи при высоких температурах (1500). Восстановление кремния углеродом начинается при темпер В целом, изменение содержания кремния и углерода в чугуне проходит согласованно. Cначала взаимосвязь содержания кремния и углерода в чугуне является прямой (при [Si]<0,8), так как на первом этапе плавки позитивное влияние роста температуры на содержание углерода в чугуне является преобладающим. При этом содержание кремния в чугуне также увеличивается. При [Si] ≈ 0,7 – 0,8% содержание углерода в чугуне приближается к насыщенному, и дальнейший разогрев значительного влияния на cодержание углерода в чугуне не оказывает.

Сродство к кислороду у кремния очень велико, поэтому он может восстанавливаться в печи только прямым путем SiO₂+2C= Si+2CO+635,09

При высоких температурах Si восстанавливается также углеродом карбида железа из жидкого шлака по реакции:

3Fe3C+SiO2=FeSi+5Fe+2CO

На каждый процент кремния в чугуне расход кокса увеличивается на 5-15%.

При выплавке передельных чугунов восстанавливается кремния 2-8%, а при выплавке литейных 10-25%.в зависимости от теплового состояния горна, остальное в виде SiO2 остается в шлаке, при выплавке же ферросилиция вследствие высокого расхода топлива и иногда обогощения дутья кислородом степень восстановления кремния в чугун удается повысить до 40-60%.

Для повышения степени восстановления кремния, а ровно и абсолютного содержания его в чугуне необходимо повышать расход кокса. На каждый процент Si в чугуне расход кокса повышается на 5-15%.При выплавке ферросилиция применение дутья, обогощенного кислородом до 30%, позволяет повысить производительность печи примерно на 40% и снизить расход кокса на 15-20%.

34. Каковы особенности восстановления кремния в д.П.? о чём говорит изменение концентрации кремния в чугуне.

В шихтовых материалах доменной плавки кремний находится в виде свободного кремнезёма или в виде силикатов. Кремнезём является более прочным оксидом, чем MnO, и может восстанавливаться только Ств в нижней части печи при высоких температурах. Восстановление оксида кремния, подобно восстановлению оксидов железа и марганца, идёт ступенчато с образованием промежуточного оксида кремния- SiO :

SiO2+C = SiO+CO; (SiO+C= Si+CO;)/( SiO2+2C= Si+2CO) – 135,096МДж

Восстановление оксида кремния углеродом начинается при температуре 1500®С. В условиях д.п. оно облегчается в следствии образования силицидов Fe₃ Si, FeSi, FeSi₂ , протекающего с выделением теплоты, и растворением кремния в железе. Восстановление кремния в д. п. происходит, главным образом, из жидкого шлака, в котором SiO2 связан с СаО, MgO, и др оксидами, что затрудняет восстановление. Степень восстановления оксида кремния повышается при увеличении расхода кокса и нагрева дутья, обогащении его кислородом, обеспечивающих возрастание температур в горне и заплечиках, где происходит восстановление оксида кремния. Она возрастает также при повышении содержания свободного кремнезёма в шлаке и увеличении выхода шлака на единицу массы сплава. При выплавке передельных и литейных чугунов, содержащих 1-4% кремния, в зависимости от теплового состояния горна из соединений восстанавливается 3-30% кремния, остальной в виде SiO2 остаётся в шлаке. Для получения чугуна с большим содержанием кремния необходимо увеличивать кол-во теплоты в горне, т.е. повышать нагрев дутья и увеличивать расход кокса.