Spørgsmålet
Ved ferrosiliciumsmeltning bruges koks som et reduktionsmiddel for at gøre den selvbagende elektrode nemmere at karburere. Kokssten bruges til at bygge hanehullet og jerngennemstrømningstruget, grafitpulver kan bruges til at belægge ingotformen, og en carbonprøveske bruges til at tage væskeprøver. Kort sagt, under smeltningen af ferrosilicium fra reaktionen i ovnen til jernet tappes, er der mange muligheder for kontakt med kulstof under hældeprocessen. Alligevel er kulstofindholdet i ferrosilicium mindre end 0,1 procent, generelt 0,05-0,07 procent. Dette rejser et åbenlyst spørgsmål: hvorfor er kulstofindholdet så lavt?
Forklaringen
Opløselighedskurven for kulstof i ferrosilicium ved ca. 1187 grader C viser, at jo højere siliciumindhold i ferrosilicium, jo lavere kulstofindhold. Ifølge offentliggjorte data, når siliciumindholdet i ferrosilicium er større end omkring 30 procent, eksisterer det meste af kulstoffet i ferrosilicium i tilstanden siliciumcarbid, SiC.
Siliciumcarbid oxideres let og reduceres af siliciumdioxid eller siliciummonoxid i diglen. Siliciumcarbid har meget lidt opløselighed i ferrosilicium, især når temperaturen er lav, og det er let at udfælde og flyde. Derfor er det tilbageværende siliciumcarbid i ferrosilicium meget lavt, så kulstofindholdet i ferrosilicium er meget lavt.
Hvorfor kulstofkontrol betyder noget
Kulstofindholdet i ferrosilicium skal kontrolleres, fordi kulstof nemt reagerer med ilt og producerer kulilte, som kan skabe bobler i det smeltede stål og påvirke stålets kvalitet. Under produktionen af ferrosilicium er kulstofindholdet i sagens natur lavt af de ovenfor beskrevne metallurgiske årsager, hvilket er præcis, hvad downstream stålproducenter kræver af legeringen.
Ofte stillede spørgsmål
Hvorfor indeholder ferrosilicium med højt-silicium mindre kulstof?Jo højere siliciumindhold, jo lavere kulstofopløselighed; det meste kulstof findes som SiC, som har meget lav opløselighed og let fjernes ved oxidation og udfældning.
Hvad sker der med SiC i ferrosilicium?Det oxideres og reduceres af SiO2 eller SiO i diglen, og fordi dets opløselighed er lav, udfælder det og flyder ud af legeringen.
Hvorfor har kulstofindhold betydning for stålproducenter?Kulstof, der reagerer med ilt, danner CO-bobler i smeltet stål, hvilket kan påvirke stålkvaliteten.
Hvad er det typiske kulstofindhold i ferrosilicium?Mindre end 0,1 procent, generelt 0,05-0,07 procent.
Ved hvilken temperatur er kulstofopløselighedskurven relevant?Opløselighedsforholdet refereres ofte til omkring 1187 grader C.
Hvor kommer kulstof i kontakt med ferrosilicium under smeltning?Koks som reduktionsmiddel og elektrodemateriale, kokssten i hanehullet, grafitpulver på formen og carbonprøveskeer skaber alle kontaktmuligheder.
