ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Моноокись кремния в силикотермических процессах восстановления из "Низшие окислы кремния и алюминия в электрометаллургии " Высокую степень сродства кремния к кислороду по сравнению с другими металлами используют для целого ряда процессов си-ликотермического восстановления окислов металлов. [c.52] Это уравнение может быть использовано для расчета шихты с учетом заданной степени восстановления целевого металла и использования восстановителя, а также состава сплава и шлака. [c.52] Однако эта схема не отражает всю известную сложность процесса. Окисление кремния до кремнезема осуществляется через низшие окислы и имеет свои особенности. Эти особенности зависят от условий окисления (температуры, давления кислорода, состава получающихся и сопутствующих фаз.). [c.52] На практике взаимодействия окислов с кремнием могут происходить по различным схемам. Например, при выплавке рафинированного феррохрома хром восстанавливается из окисла, растворенного в рудноизвестковом расплаве, кремнием жидкого силикохрома. [c.52] При производстве ферросиликокальция образование силицидов кальция наблюдается тогда, когда известь и ферросилиций находятся еще в твердом состоянии. [c.52] В этом и в другом случаях образуются силикатные расплавы — шлаки. [c.52] Работы [133—136], посвященные восстановлению окиси хрома кремнием, показывают, что в жидком шлаке наряду с окисью хрома присутствует в ионной форме низший окисел — закись хрома. [c.53] Электрохимические исследования процессов на границе раздела кремнистый металл—оксидный расплав [137—139] свидетельствуют о том, что кремний переходит в шлак преимущественно в форме двухвалентного иона. Процесс восстановления лимитируется диффузией кремния в металле и ионов Si + в шлаке. [c.53] Последняя реакция, по мнению автора [142], протекает быстро и находится почти в равновесии. [c.54] Влияние основности шлака на содержание в нем низших окислов может быть проиллюстрировано на примере ионов Сг +. При уменьшении основности отношение концентрации ионов Сг +/Сг + увеличивается [143]. [c.54] С повышением температуры содержание катионов Сг + в основном шлаке, находящемся в равновесии с системой железо-хром, возрастает [144]. Уже при 1800° С около 80% всего хрома в шлаке находится в виде катионов Сг +. При температуре ниже 1480° С, близкой к затвердеванию, наоборот, почти весь хром в основном шлаке находится в виде анионов СгдО . [c.54] Поскольку энергия связи кислорода с кремнием больше, чем с хромом, то содержание катионов 31 + в шлаке должно находиться в обратной зависимости от содержания ионов Сг + и СгаО . [c.54] Наблюдения производственного процесса [145, 146] показали, что кроме непосредственного угара кремния при контакте раскаленного ферросиликохрома и воздуха в зоне электрических дуг происходит и более сложный процесс усвоения кислорода воздуха расплавленным шлаком с дополнительным расходом кремния. При рафинировании ферросиликохрома в ферросплавных печах 20—30% кислорода вносится в шлак из атмосферы печи и 80— 70% из хромовой руды. Таким образом, на поверхности раздела шлак—воздух окисляются низшие окислы шлака в высшие, а на границе металл—шлак элементы сплава окисляются в низшие окислы. [c.54] Проницаемость кислорода через шлаковый расплав подтверждена с помош,ью высокочувствительной газоадсорбционной хроматографии [147]. [c.55] Результаты опытов представлены в табл. 19. [c.56] Величина коэффициента диффузии кислорода при 1480° С для данного окисного расплава оказалась равной (1,5—6,6)-10 смУсек. [c.56] Перенос кислорода через слой расплавленного шлака происходит в стационарном режиме. Равным промежуткам времени опыта соответствуют одинаковые объемы десорбированного кислорода. Окислы железа, присутствзтощие в шлаке, способствуют переходу кислорода из газовой фазы в расплав. Увеличение концентрации окислов железа в шлаке приводит к линейному увеличению количества перенесенного кислорода. [c.56] Явление самодиффузии изотопов 0 и 0 в шлаковом расплаве (состав, % 40СаО 403102 и 20А1зОз) изучали в работе [148] резервуар-капиллярным методом. Капиллярные трубки из платинородиевого сплава с внутренним диаметром 1 мм заполняли шлаком, обогащенным тяжелыми изотопами кислорода. Трубки, приготовленные таким образом и заваренные с одного конца, погружали в резервуар со шлаком того же состава, но с нормальным (природным) соотношением изотопов кислорода. [c.56] Вернуться к основной статье