книги из ГПНТБ / Розенцвейг Я.Д. Краткий справочник ферросплавщика (для рабочих)
.pdfРис. 34. Технологическая схема |
изготовления угольны |
н графнтнрованных |
электродов |
*о |
Т а б л и ц а 19 |
|
|
Характеристика угольных и графитированных электродов |
|
|
|
|
Свойства |
Угольные электроды |
Графитнрованные электроды |
||
Содержание золы, % ................................ |
.................... |
4 - 8 |
0, 1 — 1,5 |
||
Плотность, г/сл3: |
|
I ,90—2,05 |
2 ,2 0 —2.24 |
||
истинная ........................................................................ |
|
||||
кажущаяся ................................................................ |
|
1 ,48—1,65 |
1 , 50—1 , 70 |
||
Пористость, |
% ................................................................. |
сопротивление, |
20—22 |
28—30 |
|
Удельное электрическое |
35—55 |
8—1 2 |
|||
Механическая прочность, кг/см2: |
200—450 |
>150 |
|||
на с ж а т и е .................................................................... |
|
||||
на растяжение............................................................. |
|
65—200 |
> 75 |
||
на и з г и б ...................................................... |
................. |
30—80 |
>40 |
||
Теплопроводность: |
|
(0,0093—0,0320)-10—3 |
0,178 |
• 10—3 |
|
ккал}{см-сек-град)...................................................... |
|
||||
кдж/(см-сек-гоад)...................................................... |
|
(0,039—0,1344) • 10—3 |
0,756 |
• 10—3 |
|
|
|
|
(при 175—675° С) |
(при 1 50—300° С) |
|
Линейный |
коэффициент |
расширения при |
20— |
(2,5—3) • 10—6 , |
|
1000° С, |
м м /г р а д ......................... |
. ............................ |
4,3-1 0—6 |
(4—5) • 10—6 |
|
Средняя теплоемкость: |
|
|
|||
|
0,2 |
0,4 |
|||
ккал/(кг-град)............................................................. |
|
||||
кдж /{кг-ерад) |
|
(При 100° С) |
(от 20 до 1300° С) |
||
|
0,84 |
I ,68 |
|||
Температура начала сильного окисления на воздухе, |
600 |
||||
°С ...................................................................................... |
|
|
400—450 |
||
* В числителе показан коэффициент расширения вдоль оси, в знаменателе — поперек оси.
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
20 |
Удельное сопротивление угольны^ электродов |
|
||||
Диаметр электрода |
Площадь сечения |
Удельное |
|
||
мм |
|
|
см2 |
сопротивление |
|
|
|
|
|
ом-мм2!я |
|
До 450 |
|
|
1600 |
40—45 |
|
5С0—700 |
|
1600—4000 |
45—60 |
|
|
750—1100 |
|
4000—8000 |
55—65 |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
21 |
Допустимая плотность тока для угольных электродов |
|
||||
Диаметр |
|
Плотность |
Диаметр |
Плотность |
|
электрода |
|
тока |
электрода |
тока |
|
мм |
|
а/см- |
мм |
а/см3 |
|
До 150 |
|
15—20 |
400 |
7 |
|
150—225 |
|
9—12 |
450 -500 |
6 |
|
2 50 -350 |
|
8 |
Свыше 500 |
5 |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
22 |
Допустимая плотность тока для графитированных электродов |
|
||||
Диаметр |
Плотность тока |
Диаметр |
Плотность тока |
|
|
электрода |
|
а/см2 |
электрода |
а/см5 |
|
мм |
|
|
мм |
|
|
50 |
|
20—50 |
?.00 |
1 1 -2 0 |
|
75 |
|
18—34 |
400 |
10—18 |
|
100 |
|
1 8 -2 7 |
500 |
10—15 |
|
200 |
|
24—21 |
600 |
10—14 |
|
Рис. |
35. Зависимость силу |
тока |
от диаметра |
|
угольных электродов: |
|
|
/ — |
минимальная нагрузка; |
2 — |
средняя; 3 — |
|
максимальная |
|
|
93
В табл. 20 показала зависимость удельного сопротивле ния угольных электродов от диаметра, а в табл. 21 н 22 —
Рис. 36. Зависимость |
силы |
тока |
от |
диаметра |
|
графнтнрованных |
электродов: |
|
|||
1 — минимальная нагрузка: 2 |
— средняя; |
||||
3 |
— максимальная |
|
|
||
допустимые плотности |
тона |
соответственно |
для угольных |
||
и графнтнрованных электродов. |
|
|
|
||
На рнс. 35 и 36 приведены допустимые токовые нагруз |
|||||
ки для угольных и графнтнрованных |
электродов. |
||||
14
СПЛАВЫ КРЕМНИЯ Si
К Р Е М Н И Й 2 8 ,0 8 6
КРЕМНИЙ
Кремний — элемент IV группы периодической системы. Обозначение Si; порядковый номер 14; атомная ма-сса 28,086. По распространению в природе кремний занимает второе место (после кислорода); содержание кремния в земной коре 27,6%.
Полученный впервые в чистом виде в 18Ы г. элемент был назван оилнцием (от латинского слова «силекс» — кре мень). В Роосни химик Гесс дал ему название кремнеземий (по названию окисла— кремнезема), перешедшее затем в кремний.
Кремний широко используется в сталеплавильном про изводстве как раскислитель и как лепи.рующий элемент; обычно в стали содержится до 0,35% Si. Стали с содержа-, нием кремния 2,-5—4,2% и низким содержанием углерода применяются в электротехнической .промышленности. В ком бинации с хромом и другими элементами кремний исполь зуется при получении инструментальных и жаропрочных сталей. Сплавы кремния (75%-нын ферросилиций, силикохром) -применяют как восстановители при силикотермическом производстве ферросплавов. Кристаллический кремний попользуют для получения ряда сплавов в цветной метал- ■лурши.
95
ф И з и к о -х и м и ч с с к И е
СВОЙСТВА КРЕМНИЯ
В химическом отношении кремнии типичный металлоид, имеющий следующие физико-химические свойства:
Плотность твердого кремния ................................. |
. . . |
2, 34 |
|
Температура: |
|
|
|
плавления, ° С .................................................................... |
|
1414 |
|
то же, °К ........................................................................... |
|
1387 |
|
кипения, °С ....................................................................... |
|
2287 |
|
то же, °К ........................................................................... |
|
2560 |
|
Теплота плавления, ккал/кмоль........................................... |
|
9470 |
|
То же, кдж /км оль.................................................................... |
39650 |
||
Теплота испарения, кка л /к м о л ь........................................... |
72600 |
||
То же, кдж /км оль.................................................................... |
303960 |
||
Удельная теплоемкость при 0° С (273° К), |
ккал/град 0, 1597-10 |
||
Т ож е, кдж /кмоль.................................................................... |
0,6687 |
10 |
|
В алентность............................................................................... |
2 |
н |
4 |
ВАЖ НЕЙШ ИЕ СОЕДИНЕНИ Я КРЕМНИЯ
Свойства некоторых соединений кремния и характеристи ка различных модификаций кремния приведены в табл. 23
и 24.
0>
X
ЕС Сое ние
FeSi
SiC
SiO^
SiO
SiS,
SIS,
|
|
|
|
Т а б л и ц а 23 |
|
Свойства некоторых соединений |
кремния |
|
|
||
Температура плавления |
Теплота образования |
||||
|
ЛН298° К |
|
|||
|
|
|
|
||
° c |
° к |
ккал/кмоль |
кдж/кмоль |
||
1410 |
1683 |
— |
19 200 |
— 80 390 |
|
Выше 2700 |
Выше 2973 |
— |
13 000 |
— 54 430 |
|
1710 |
1983 |
—209 750 |
—878 |
180 |
|
Газообразное |
соединение, |
— 21 400 |
— 89 600 |
||
устойчиво прн температуре выше 1500° С (1773° К)
Крайне летучие соедннения
96
I7ID з а к а З 7
Модификация
Кварц-а
Кварц-Р
Триднмит-а
Тридн мит-13
Тридимит-т
Кристоба- лнт-а
Кристоба- лит-Р
Кремнеземи стое стекло
Т а б л и ц а 24
|
Характеристика различных |
модификаций кремнезема |
|
Крнсталли- |
Область устойчивости |
||
Плот- |
|
||
|
Примечание |
||
|
ность |
||
форма |
|
||
°с |
° к |
||
|
|||
Тригональная |
2,65 |
До 575 |
До 84 8 |
Гексагональ |
2,53 |
575—870 |
848—1 143 |
ная |
|
|
|
Ромбическая |
2,27 |
До 117 |
До 390 |
Гексагональ |
2 , 24 |
117—163 |
300—436 |
ная |
|
|
|
Широко распространен в природе
При обычной температуре не существует; переход а ft сопровождается увеличениемобъема на 2,4%
Выше 117° С (390° К) переходит в три- димит-Р
При обычной температуре не существует
Гексагональ |
2,23 |
163—1470 |
436—1 743 |
То же |
ная |
2,33 |
До 170—180 |
|
|
Ромбическая |
443 -4 53 |
В природе весьма редок |
||
Кубическая |
2 , 2 2 |
Выше 180 |
Выше 453 |
Не существует при обычной температуре |
Аморфная |
2 , 2 0 |
Жид*сость |
При более низкой температуре в переох |
|
|
|
выше I 710° С: |
(1983° К) |
лажденном состоянии |
МИНЕРАЛЫ КРЕМНИЯ
Основные минералы кремния — кварц, кварцит и хал цедон.
Кв а р ц — 1ПЛОГНЫЙ минерал кристаллического строения,
состоит почти целиком из кремнезема (Si02). Плотность 2,59—2,65. В зависимости от находящихся в нем примесей может быть бесцветным, белым, серым или красноватьнм.
Кв а р ц ит — горная порода, состоящая из зерен кварца,
сцементированных веществом, состоящим также в основном
из кремнезема. |
v |
Х а л ц е д о н — тонковолокнистый, иногда пористый ми |
|
нерал, окрашенный в различные цвета. |
|
СОРТАМЕНТ |
|
СПЛАВОВ КРЕМНИЯ |
|
Сортамент сплавов кремния (по |
ГОСТ 5163—49, |
ГОСТ 1415—61 и ГОСТ 2169—43) приведен в табл. 25. |
|
Некоторые сорта ферросилиция, |
содержащие выше |
33,3% Si, рассылаются в порошок при хранении во влаж
ном |
воздухе, причем |
особенно сильно— сплавы с 50—60% |
|||
Si |
(поэтому |
сплавы |
с |
50—60% Si |
в промышленности не |
производят). |
При этом |
выделяются |
газы— водород, фос |
||
фористый водород (РНз) и мышьяковистый водород (Asl-I3); РН3 и AsH3 ядовиты (они имеют чесночный запах). При чиной рассыпания ферросилиция является одновременное присутствие в оплаве 0,03—0,04% Р и 3% А1. Рассыпанию препятствует быстрое охлаждение сплава, что достигается разливкой его в слитки небольшой толщины в чугунные изложницы.
СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ
КРЕМ НИЙСОДЕРЖ АЩ ИЕ МАТЕРИАЛЫ
Используемый в производстве ферросплавов кварцит
должен отвечать следующим требованиям: 4) содержание Si02— не менее 96,0%; 2) содержание Р20 5 — не более 0,02%;
3) количество А120 3, MgO и СаО должно быть мини мальным;
4)влагопоглощеиие кварцита не должно превышать 5%;
5)кварцит должен обладать .механической прочностью
98
|
|
|
|
Сплавы |
кремния |
|
|
|
Т а б л и ц а 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Химический состав. |
% |
|
|
|
||
Марка |
Si |
Fe |
Мп |
Л! |
Сг |
Р |
Са |
S |
Сумма |
|
примесей |
||||||||||
|
||||||||||
не более
Си 10 |
|
|
|
Ферросилиций Ременный (ГОСТ 5163—49) |
|
||||
I |
9 ,0 0 - 1 3 , 0 | |
— |
| |
3,00 |
|
|
0,20 |
I |
|
Си 15 |
I |
13,1 и более | |
— |
| |
3,00 |
|
|
||
|
|
0,20 |
| |
||||||
|
|
|
Ферросилиций электротермический (ГОСТ 1415—61) |
||||||
Си90 |
|
87—95 |
— |
|
0,5 |
_ |
0 г 2 |
0,04 |
|
Си 75 |
|
74—80 |
— |
|
0,7 |
— |
0.5 |
0.05 |
|
Сн4 5 |
|
40—47 |
— |
|
0 , 8 |
— |
0,5 |
0.05 |
|
Си25 |
|
23—30 |
— |
|
1 . 5 |
— |
_ |
0,06 |
|
Си 1 8 |
|
17—22 |
— |
|
2 , 0 |
— |
— |
0 , 10 |
|
|
|
Не менее |
|
Кристаллический кремний (ГОСТ 2169—43) |
|
||||
КрО |
|
0,5 |
|
_ |
|
__ |
|
|
|
|
99,0 |
|
|
— |
|
||||
Кр1 |
|
98,0 |
0,7 |
|
_ |
|
— |
|
|
Кр2 |
|
97,0 |
1 , 0 |
|
_ |
|
— |
— |
|
КрЗ |
|
95,5 |
1.5 |
|
— |
|
— |
— |
|
- |
I |
0,04 |
I |
— |
I |
0,04 |
I |
_ |
|
0,03 |
|
|
0,03 |
|
|
_ |
|
0,03 |
|
_ |
|
0,04 |
|
—0,04
0.5 |
— |
1,0 |
0,5 |
2 , 0 |
|
0 , S |
— |
3,0 |
1 ,5 |
— |
4,5 |
П р и м е ч а н и е . Ферросилиций должен поставляться в измельченном состоянии: вес отдельных кусков не должен превышать для марок Си90, Си75 и Сп45 — 25 кг, для марок Си18 и Сн25 — 30 кг. Вес чушек с одним или двумя пережимами не должен превышать ‘15 кг. Количество мелочи ферросилиция, проходящей через грохот с отверстиями 20X20.мм, для сплавов Си90 и Си75 не должно Превышать 10% Сн45—15%, Си25 и Си1$—3%.
Химический состав кварца и кварцитов различных месторождений, %
Месторождение |
SiO, |
Fea0 3 |
А1,0;, |
СаО |
MgO |
Гора Хрустальная (кварц) . . |
98—99 |
0 ,3 —0,4 |
0 ,25 —0,4 5 |
- |
- |
Бакальскос ................................ |
96—98 |
0 , 7—0,9 |
0 , 8— 1 ,2 |
0 ,3 —0 , 6 |
0,04 — 0,2 |
Ольчинское ................................ |
97—98 |
0 , 2- 0 ,4 |
0 ,9 —1 , 3 |
0 , 2—0 ,4 |
0 , 1—0 , 3 |
Тараеовское ............................ |
96—9S |
0 ,4 —0,9 |
0 . 2— 1 ,0 |
0 ,7 —1 ,3 |
0, 1—0,3 |
Антоновское............................. |
98,16 |
0,23 |
0,53 |
0,60 |
0,05 |
Первоуральское ...................... |
98,25 |
0,41 |
0,24 |
0,70 |
- |
Овручское ................................ |
97—98 |
0 ,5 —1,0 |
0,4 — 1,2 |
0 , 2— 1 ,0 |
0 , 2—0,4 |
Аджаметское ......................... |
95—96,5 1 , 0—2 , 6 |
0 , 2—0,5 |
0,7 |
0 , 2—0 ,5 |
|
Анжеро-Судженское............... |
98,40 |
0,40 |
0,50 |
0,52 |
0,35 |
Т а б л и ц а 26
ТЮ2 р ,о „
--
0,07 -
--
--
-0, 01
0,14 -
--
--
--