Küsimus
Ferrosiliitsiumi sulatamisel kasutatakse koksi redutseerijana, et muuta iseküpsetus{0}}elektroodi kergemini karburiseeritavaks. Kraaniaugu ja raua voolurenni ehitamiseks kasutatakse koksi telliseid, valuploki vormi katmiseks võib kasutada grafiidipulbrit ja vedelate proovide võtmiseks kasutatakse süsinikuproovi lusikat. Ühesõnaga, ferrosiliitsiumi sulatamise ajal reaktsioonist ahjus kuni raua koputamiseni on valamise käigus palju võimalusi süsinikuga kokkupuuteks. Ometi on ferrosiliitsiumi süsinikusisaldus alla 0,1 protsendi, üldiselt 0,05–0,07 protsenti. See tõstatab ilmselge küsimuse: miks on süsinikusisaldus nii madal?
Selgitus
Süsiniku lahustuvuse kõver ferrosiliitsis umbes 1187 °C juures näitab, et mida suurem on ränisisaldus ferrosiliitsis, seda madalam on süsinikusisaldus. Avaldatud andmete kohaselt, kui ferrosiliitsiumi ränisisaldus on suurem kui umbes 30 protsenti, on suurem osa ferrosiliitsis olevast süsinikust ränikarbiidi SiC olekus.
Ränikarbiid oksüdeerub kergesti ja redutseerub tiigli ränidioksiidi või ränimonooksiidi toimel. Ränikarbiidi lahustuvus ferrosiliitsis on väga väike, eriti kui temperatuur on madal, ning seda on lihtne sadestada ja hõljuda. Seetõttu on ferrosiliitsi jääv ränikarbiid väga madal, mistõttu on ferrosiliitsiumi süsinikusisaldus väga madal.
Miks on süsinikukontroll oluline?
Ferrosiliitsiumi süsinikusisaldust tuleb kontrollida, kuna süsinik reageerib kergesti hapnikuga, tekitades süsinikmonooksiidi, mis võib tekitada sulaterasse mullid ja mõjutada terase kvaliteeti. Ferrosiliitsiumi tootmisel on süsinikusisaldus ülalkirjeldatud metallurgilistel põhjustel oma olemuselt madal, mis on täpselt see, mida järgnevad terasetootjad sulamilt nõuavad.
Korduma kippuvad küsimused
Miks sisaldab kõrge{0}}ränisisaldusega ferrosiliitsium vähem süsinikku?Mida suurem on ränisisaldus, seda madalam on süsiniku lahustuvus; suurem osa süsinikust eksisteerib ränidioksiidina, millel on väga madal lahustuvus ja mis on kergesti eemaldatav oksüdatsiooni ja sadestamise teel.
Mis juhtub ränikarbiidiga ferrosiliitsiumis?See oksüdeeritakse ja redutseeritakse tiiglis SiO2 või SiO abil ning kuna selle lahustuvus on madal, sadestub see sulamist välja ja ujub välja.
Miks on süsinikusisaldus terasetootjate jaoks oluline?Süsinik, reageerides hapnikuga, moodustab sulaterasesse CO-mulle, mis võivad mõjutada terase kvaliteeti.
Mis on ferrosiliitsiumi tüüpiline süsinikusisaldus?Alla 0,1 protsendi, üldiselt 0,05-0,07 protsenti.
Millisel temperatuuril on süsiniku lahustuvuse kõver asjakohane?Lahustuvussuhtele viidatakse sageli umbes 1187 °C juures.
Kus puutub süsinik sulatamisel kokku ferrosiliitsiumiga?Koks redutseerijana ja elektroodimaterjalina, koksi tellised kraaniaugus, grafiidipulber vormil ja süsinikuproovi lusikad loovad kõik kontaktivõimalused.
