Γιατί μπορεί να χρησιμοποιηθεί μικρή ποσότητα καρβιδίου του πυριτίου στην τήξη σιδηροπυριτίου;

Το "καρβίδιο του πυριτίου" - που αναφέρεται εδώ δεν είναι μια συγκεκριμένη πρώτη ύλη, αλλά ένα απόβλητο προϊόν από τη μόνωση ενός κλιβάνου γραφιτοποίησης κατά την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη. Περιέχει μεγάλες ποσότητες καρβιδίου του πυριτίου, επομένως αυτά τα απόβλητα ονομάζονται κοινώς «καρβίδιο του πυριτίου». Η σύνθεσή του έχει ως εξής:

SiC25~40%; SiO220%; C25%; τα υπόλοιπα - Al2O3, CaO, κ.λπ.

Κατά την τήξη σιδηροπυριτίου, η αναγωγή του διοξειδίου του πυριτίου - είναι μια αντίδραση που απορροφά πολλή θερμική ενέργεια. Επομένως, για να προχωρήσει εντατικά αυτή η αντίδραση, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί μια πολύ υψηλή θερμοκρασία (περίπου 1800~1900 μοίρες), οπότε καταναλώνεται πολύ ηλεκτρική ενέργεια. Όταν προστίθεται λίγο καρβίδιο του πυριτίου στο φορτίο, αντιδρά με τα υπολείμματα χάλυβα στο φορτίο στον κλίβανο ως εξής:

SiC＋Fe= FeSi＋C

Αυτή η αντίδραση είναι ενδόθερμη. Η θερμότητα και η θερμοκρασία αντίδρασης που απορροφά είναι χαμηλότερη από τη θερμότητα και τη θερμοκρασία που απαιτούνται για τη μείωση του πυριτίου. Επομένως, η προσθήκη μιας μερίδας καρβιδίου του πυριτίου στη φόρτιση μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας.

Κατά την τήξη 45 σιδηροπυριτίου, το φορτίο περιέχει περισσότερα υπολείμματα χάλυβα και η αντίδραση καταστροφής του καρβιδίου του πυριτίου προχωρά κυρίως σύμφωνα με τον τύπο SiC＋Fe= FeSi＋C. Επομένως, ο ρυθμός χρήσης του καρβιδίου του πυριτίου είναι υψηλότερος αυτή τη στιγμή.

Κατά την τήξη 75 σιδηροπυριτίου, το φορτίο περιέχει λιγότερα υπολείμματα χάλυβα και περισσότερο πυρίτιο και η αντίδραση της καταστροφής του καρβιδίου του πυριτίου θα προχωρήσει κυρίως σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:

2SiO2＋SiC= 3SiO＋CO↑

SiO＋SiC=2Si＋CO↑

Και οι δύο αντιδράσεις συμβαίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες - περίπου 1800 μοίρες και επομένως εμπλέκεται σε αυτές αέριο SiO. Ωστόσο, επειδή το αέριο SiO είναι πιο πτητικό, η αντίδραση που καταστρέφει το καρβίδιο του πυριτίου δεν είναι εύκολο να πραγματοποιηθεί με ασφάλεια. Μπορεί να σημειωθεί ότι κατά την τήξη 75 σιδηροπυριτίου, ο ρυθμός χρήσης του καρβιδίου του πυριτίου είναι χαμηλός.