ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Моноокись кремния в процессах восстановления кремнезема из "Низшие окислы кремния и алюминия в электрометаллургии " Несмотря на обширные исследования, единого мнения о механизме восстановления кремнезема углеродом до сих пор нет. [c.34] По данным масс-спектрометрического анализа [97] в газообразных продуктах восстановления кремнезема обнаружены частицы с массой 28, которые приписали окиси углерода, поскольку упругость пара кремния в этих условиях недостаточна для заметного испарения. Частицы с массой 44, соответствующие Oj и SiO, не обнаружены, хотя в продуктах испарения кремнезема SiO было идентифицировано. Отсутствие SiO в газе, вероятно, вызвано значительным удалением, почти на 10 см, печной камеры от ионного источника масс-спектрометра. Образующаяся в опыте моноокись кремния конденсировалась на холодных частях печной камеры, о чем свидетельствовал конденсат, состоящий из кристобалита и кремния — продуктов диспронорциониро-вания SiO. [c.35] Куликов [98] считает, что представление о газовой фазе восстановительного процесса, удовлетворяющее условию Рсо + + Рсог = 1 атм, не вполне достоверно. Автор термодинамически исследовал процесс диссоциации окиси углерода по реакции. [c.35] Автор [99] приводит результаты теоретических расчетов и экспериментов в зависимости /зю от функции а = 2 + 0,6 Re l S l , характеризующую скорость потока газовой смеси. [c.36] Углерод принимает некоторое участие в восстановлении SiOj до моноокиси кремния, однако автор отводит ему подчиненную роль. По его мнению, углерод осуществляет заключительную стадию процесса восстановления SiO до кремния. [c.36] Водопьянов исследовал неконтактное восстановление кремнезема углеродом. Опыты выполнены в интервале температур 1400—1680° С при атмосферном давлении инертного газа в герметичной печи с вольфрамовым нагревателем. Таблетки кремнезема (диаметром 11 мм предварительно спеченного при 1550° С) помещали в тигель из ВеО между графитовыми пластинками, расстояние между которыми (0,35—3,0 мм) фиксировали молибденовыми и вольфрамовыми прокладками. После изотермической выдержки в течение 3 ч образцы взвешивали и определяли скорость испарения с единицы площади. Поверхность графитовых пластинок, обращенная к образцу кремнезема, покрывалась слоем карбида кремния, что свидетельствует о переносе вещества окисла на восстановитель. [c.38] Полученные результаты являются еще одним подтверждением того, что начальной стадией восстановления кремнезема твердым углеродом служит образование моноокиси кремния как продукта испарения и диссоциации кремнезема. [c.38] Восстановление кремнезема в присутствии растворителя, например железа, в значительной степени снижает концентрацию SiO в газе (особенно при выплавке ферросилиция с 18% Si и менее). При получении низкопроцентного ферросилиция восстановление кремнезема, вероятно, осуществляется преимущественно углеродом, растворенным в железе. Однако и в этом случае восстановление кремнезема может происходить посредством образования SiO. Подтверждением этого служит эксперимент [104], в котором наблюдали переход кремния в железный расплав из образца SiOa, приподнятого над расплавом на 6 мм. [c.39] Лабораторные и промышленные исследования восстановления кремнезема указывают на образование газообразной моноокиси кремния в значительных количествах. [c.40] Авторы [109] впервые наблюдали за дуговой полостью руднотермической печи, вьшлавляющей кремнистые сплавы. Графитовую трубку с глазком из огнеупорного стекла вводили таким образом, чтобы можно было наблюдать за зоной у конца электрода. [c.40] Температура измерялась оптическим пирометром. Для удаления из трубки дыма в нее вводили инертный газ, а через другой патрубок в трубке измеряли давление и брали пробы газа. [c.40] В начальный период (после выпуска металла) газ в полости содержит 50 % СО и свыше 40 % Нг, а в ныли много летучих. [c.40] В средний период (между выпусками) содержание СО растет до 80—90 %, а Нг уменьшается до 10—20 %. Пыль становится мелкой с большим содержанием Si и SIO2 и низким содержанием Si . [c.40] В последний период (перед выпуском) содержание водорода в газе падает до 2—5 %. Газ в основном состоит из моноокиси углерода. Состав пыли не изменяется, а ее концентрация в газе равна 100—400 г/нм . [c.40] Расстояние от конца электрода до расплава составляет 5—15 еле. Температура расплава 1900—2100° С. Иногда она поднималась при изменениях в горении дуги до 3500° С и выше. Моноокись кремния, появляющаяся в результате восстановительных реакций в полости, поднимаясь вверх, образует при взаимодействии с углеродсодержащими компонентами плавки кремний и карборунд и обеспечивает образование прочных стенок и свода полости. [c.40] Интенсивность потерь кремния в виде моноокиси возрастает с повышением температуры (рис. 19). При 1600° С практически весь углерод в шихте с молярным отношением Si02/ 0,5 связывается в карбид кремния и процесс восстановления своеобразно перерождается во взаимодействие кремнезема с карбидом кремния, сопровождающееся значительными потерями кремния в виде SiO. [c.42] Шедровицкий [110] сообщает, что потери кремния в виде SiO при восстановлении кварцитов углеродом составляют ниже температуры плавления кварцита 2—6 % (20 мин. выдержки фракции 2,5 жл), при плавлении кварцита—13%, при 1850° С— 32%. [c.42] Вернуться к основной статье