ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Взаимодействие моноокиси кремния с веществами в рудовосстановительной плавке из "Низшие окислы кремния и алюминия в электрометаллургии " Процессы восстановления кремнезема при получении сплавов с высокой концентрацией кремния (вероятно, выше 25%) протекают с непременным образованием газообразной моноокиси кремния. Несмотря на то, что ее взаимодействие с веществами рудотермической плавки определяет, лимитирует весь ход процесса, природа этих взаимодействий изучена еще крайне слабо. [c.77] В процессе рудотермической плавки ферросилиция газообразная моноокись кремния взаимодействует с железоуглеродистым расплавом, образующимся при науглероживании стальной стружки углеродом и карбидом кремния. [c.77] Взаимодействие моноокиси кремния с железоуглеродистым расплавом представляет интерес и для доменного производства. В доменной печи в сильно восстановительной атмосфере и при высоких температурах в столбе кокса за фурменными очагами образуется газообразная моноокись кремния, которая служит одной из причин перехода кремния в чугун. [c.77] Приведенные данные показывают, что если чугун насыщен jrr-леродом, то переход кремния в него из SiO происходит очень быстро. [c.78] Авторы [189] пытались оценить реакционную способность коксов различных заводов путем их взаимодействия с газообразной моноокисью кремния при высоких температурах. Опыты провели при 1850° С следующим образом. [c.79] На дно тигля загружали брикет, состоящий из кремния и SiO . Над брикетом на специальной пористой диафрагме помещали навеску исследуемого кокса крупностью 3 —5 мм. После выдержки 30 мин навеску кокса взвешивали и анализировали на содержание карбида кремния. Результаты опытов (табл. 27) показали, что взаимодействие моноокиси кремния с разными коксами протекает с неодинаковой степенью. Однако связь между составом коксов и количеством образующегося карбида установить не удалось. [c.79] Примечание. Вес навески до опыта 20 г. [c.79] На рис. 39 приведена зависимость увеличения веса образцов углеродистых материалов от температуры при постоянном времени их обработки парами SiO в течение 1 ч. [c.80] Вес углеродистых материалов с повышением температуры от 1480 до 1650° С увеличивается незначительно выше 1650° вес быстро возрастает независимо от природы углеродистого материала. [c.80] Согласно рис. 40 вес образцов из графита, прокаленного при 1680° С кокса и древесного угля при 1680° С быстро увеличивается в первый период времени (5—10 мин), затем прибыль в весе образцов замедляется, причем для графита и кокса быстрее, чем для древесного угля. [c.80] Иной характер изменения веса во времени наблюдается у образца непрокаленного кокса. В первые 5 —7 мин вес образца становится меньше исходного, а затем начинает почти с равной скоростью увеличиваться. Однако прибыль в весе образца непрокаленного кокса оказалась в 4—5 раз меньше, чем у образцов графита и древесного угля. [c.80] Причина подобного поведения связана с восстановлением золы кокса и выделением окиси углерода, которая препятствует доступу SiO к поверхности кокса. [c.80] Методом графического дифференцирования определили скорости взаимодействия моноокиси кремния с углеродистыми материалами при 1680° С (рис. 41). Результаты показали, что в случае графита и древесного угля скорости незначительно отличаются только в начальный период времени. По мере протекания процесса скорости взаимодействия уменьшаются, выравниваются и через 30 мин от начала процесса практически не изменяются во времени. [c.80] Другая картина наблюдается при взаимодействии SiO с не-прокаленным коксом. В этом случае, в начальный период времени имеет место постепенное возрастание скорости взаимодействия, которая достигает максимума через 10—11 мин от начала реакции, а затем понижается и становится практически равной скорости взаимодействия моноокиси кремния с углеродом графита и древесного угля. [c.82] Исследования образцов после опытов методами рентгенографическим и ИК-спектроскопин [191] показали, что взаимодействие протекало с образованием только карбида кремния. На всех ИК-спектрах присутствовала полоса поглощения 833—835 см , характерная для Si . Экспериментально доказано [190], что в исследованном интервале температур снижение скорости реакции в опытах связано с покрытием поверхности углерода карбидом кремния, который не реагирует с моноокисью кремния. Образцы карбида кремния, содержащие 97% Si и 3% безжелезистого каолина и предварительно прока.ленные в вакууме, при 1500° С не изменяли своего веса в присутствии моноокиси кремния. [c.82] Выше 1750° С поверхность образцов карбида кремния в присутствии SiO покрывалась пленкой металлического блеска. Исследование пленки рентгеновским и кристаллооптическим способами (рис. 42) указало на присутствие кремния. [c.82] Приведенные экспериментальные факты и термодинамические расчеты показывают, что в рудотермических процессах при получении высококремнистых сплавов реакции образования газообразной моноокиси кремния и ее последующее участие имеют превалирующее значение. Образующаяся моноокись кремния на начальных стадиях восстановительного процесса превращает весь углерод в карбид кремния, который выше 1750° С выполняет функцию восстановителя до кремния. [c.82] Характер взаимодействия исследованной серии углеродистых восстановителей напоминает характер взаимодействия моноокиси кремния с непрокаленным коксом (см. рис. 41). Интенсивность образования моноокиси углерода и его носледуюш его удаления из образца пропорциональна концентрации окислов золы и температуры опыта. Чем выше температура, тем быстрее выделяется моноокись углерода и прекращает свое влияние. [c.83] Роль состава и количества золы при различных температурах на степень взаимодействия восстановителя с моноокисью кремния отражена на рис. 43. [c.83] Согласно полученным результатам решающее значение на снижение потерь кремния оказывает температура взаимодействия, затем количество окислов и состав минеральной части. Это подтверждает выводы о положительном влиянии минеральных примесей на реакционную способность углеродистого восстановителя 1193]. Увеличение использования моноокиси кремния при содержании окислов в восстановителе до 30%, по-видимому, происходит еще в результате восстановления золы, сопровождающееся уве-личением пористости образца и появлением в большом количестве активных центров углеродистого вещества, несмотря на отрицательное влияние образующегося карбида кремния. [c.83] Вернуться к основной статье