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金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年來(lái),含Si量99.99%的也歸在金屬硅內(nèi)),其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。由于錳的硅化物生成自由能的負(fù)值,故遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于錳的碳化物生產(chǎn)自由能的負(fù)值,在硅錳合金中含硅量愈高,則含碳量愈低。半導(dǎo)體硅用于制作半導(dǎo)體器件的高純度金屬硅。因其用途不同而劃分為多種規(guī)格。據(jù)統(tǒng)計(jì),1985年共消耗金屬硅約50萬(wàn)噸,其中用于鋁合金的金屬硅約占60%,用于有機(jī)硅的不足30%,用于半導(dǎo)體的約占3%,其余用于鋼鐵冶煉及陶瓷等。
錳和硅是碳鋼中所用的主要合金元素。錳是煉鋼過(guò)程中主要的脫氧劑之一,幾乎所有的鋼種都需要用錳來(lái)脫氧。
因?yàn)橛缅i來(lái)脫氧時(shí)所生成的氧產(chǎn)物熔點(diǎn)較低,易于上??;錳還能增大硅和鋁等強(qiáng)脫氧劑的脫氧效果。4%,以固溶體形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中,能夠縮小奧氏體相區(qū)。所有的工業(yè)鋼都需加入少量的錳作為脫硫劑,使鋼能進(jìn)行熱軋、鍛造及其它工藝而不致斷裂,錳還是各鋼種中重要的合金元素,在合金鋼中也會(huì)添加15%以上的錳以增加鋼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
硅是生鐵和碳鋼中只是次于錳的重要的合金元素。在鋼生產(chǎn)中,硅主要用作熔融金屬的脫氧劑,或作為合金添加劑使鋼增加強(qiáng)度和改善其性能。
鈣和硅與氧都有很強(qiáng)的親和力。特別是鈣,不光與氧有非常強(qiáng)的親和力,而且與硫、氮都有很強(qiáng)的親和力。所以
硅鈣合金是一種較理想的復(fù)合膠氧劑、脫硫劑。
硅合金不光脫氧能力強(qiáng),脫氧產(chǎn)物易于上浮,易于排出,而且還能改善鋼的性能,提高鋼的塑性、沖擊韌性和流動(dòng)性。目前硅鈣合金可以代替鋁進(jìn)行終脫氧。
特殊鋼和特殊合金生產(chǎn)中。例如鋼軌鋼、低碳鋼、不銹鋼等鋼種和鎳基合金、鈦基合金等特殊合金,均可用硅鈣合金作脫氧劑。硅鈣合金也適合作轉(zhuǎn)爐練鋼車(chē)間用的增溫劑,硅鈣合金還可用作鑄鐵的孕育劑和球墨鑄鐵生產(chǎn)中的添加劑。