Kis mennyiségű szilícium-karbid (SiC) hozzáadása a ferroszilícium olvasztásakor némi elektromos energiát takaríthat meg. Az itt említett "szilícium-karbid" nem egy konkrét alapanyag, hanem a grafitozó kemence hőszigetelő hulladéka a grafitelektródák gyártása során. Nagy mennyiségű szilícium-karbidot tartalmaz, ezért ezt a hulladékot "szilícium-karbidnak" szokás nevezni.
Összetevői a következők:
SiC25-40%; Si0220%; C25%; a többi Al2O3 és CaO stb. Miért csökkentheti az áramfogyasztást, ha az olvasztás során kis mennyiségű "szilícium-karbidot" ad hozzá?
A ferroszilícium olvasztásakor a szilícium-dioxid redukciója olyan reakció, amely nagy mennyiségű hőenergiát nyel el. Ezért a reakciót intenzíven, nagyon magas hőmérsékleten (körülbelül 1800-1900 fokon) kell végrehajtani, ami nagy mennyiségű elektromos energiát emészt fel. Ha a szilícium-karbid egy részét hozzáadják a töltethez, az a kemencében a következőképpen reagál a töltetben lévő acéltörmelékkel:
SiC＋Fe{= FeSi＋C
Ez a reakció endoterm reakció, és az elnyelt hő és a reakció hőmérséklete alacsonyabb, mint a szilícium-dioxid redukciójához szükséges. Ezért a szilícium-karbid egy részének hozzáadása a kemence töltéséhez csökkentheti az energiafogyasztást.
A 45 ferroszilícium olvasztásakor a töltetben lévő nagy mennyiségű acélhulladék miatt a szilícium-karbid roncsolási reakciója elsősorban SiC+Fe= FeSi+C szerint megy végbe. Ezért a szilícium-karbid felhasználási aránya jelenleg magasabb.
A 75-ös ferroszilícium olvasztásakor kevesebb acélhulladék és több szilícium-dioxid van a töltetben. A szilícium-karbid megsemmisítési reakciója főként a következőképpen megy végbe:
2SiO2＋SiC= 3SiO＋CO↑
SiO＋SiC=2Si＋CO↑
Mindkét reakciót magas hőmérsékleten, körülbelül 1800 °C felett hajtjuk végre, és a reakcióban gázhalmazállapotú SiO vesz részt. Mivel a gáznemű SiO illékonyabb, a szilícium-karbidot lebontó reakció nem hajtható végre biztonságosan. Látható, hogy a 75-ös ferroszilícium olvasztásakor a szilícium-karbid felhasználási aránya alacsony.
A gyakorlat bebizonyította, hogy a 45 ferroszilícium olvasztásakor egy nagy kapacitású merülő ívkemencében a szilícium-karbid egy részének a hatása jelentősebb. A 75-ös ferroszilícium olvasztásakor némi szilícium-karbidot adnak hozzá, de a hatás nem jelentős.
A szilícium-karbid magas olvadásponttal és erős elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Az olvasztás során megerősített szilícium hozzáadása után az elektródát nem könnyű stabilizálni, és a kemence körülményeit nehéz szabályozni. Sőt, sok a szilícium-karbid por, ami befolyásolja az anyag felületének légáteresztő képességét, és esetenként komoly gyulladást okoz. Emiatt nem könnyű az olvasztás során túl sok szilícium-karbidot hozzáadni, és a felhasznált szilícium-karbidot gondosan meg kell választani a por csökkentése érdekében.
A tapasztalatok azt mutatják, hogy 45 ferroszilícium olvasztásakor 50-70 kilogramm szilícium-karbid adható minden egyes anyagtételhez (a szilícium-dioxidot 300 kilogrammra számítják); 75 ferroszilícium olvasztásakor célszerűbb 20-30 kilogrammot hozzáadni minden egyes tételhez.
