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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,含Si量99.99%的也歸在金屬硅內(nèi)),其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。半導(dǎo)體硅用于制作半導(dǎo)體器件的高純度金屬硅。按照金屬硅中的鐵,鋁,鈣的含量,可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號。因其用途不同而劃分為多種規(guī)格。據(jù)統(tǒng)計,1985年共消耗金屬硅約50萬噸,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。
金屬硅是陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結(jié),制成金屬陶瓷復(fù)合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷。光導(dǎo)纖維通信,新的現(xiàn)代通信手段。晶態(tài)硅具有金剛石晶格,硬而脆,熔點(diǎn)1410°C,沸點(diǎn)2355°C,密度2。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維,激光在玻璃纖維的通路里,無數(shù)次的全反射向前傳輸,代替了笨重的電纜。光纖通信容量高,一根頭發(fā)絲那么細(xì)的玻璃纖維,可以同時傳輸256路電話,它還不受電、磁干擾,具有高度的保密性。
合金元素硅對鋼的顯微組織及熱處理的影響,作為鋼中的合金元素,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不低于0.4%,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)。
合金元素硅提高退火、正火和淬火溫度,在亞共析鋼中提高淬透性。硅不形成碳化物,可強(qiáng)烈地促進(jìn)碳的石墨化,在硅含量較高的中碳鋼和高碳鋼中,如不含有強(qiáng)碳化物形成元素,易在一定溫度下發(fā)生石墨化。在滲碳鋼中,硅能夠減小滲碳層厚度和碳的濃度。硅對鋼液有良好的脫氧作用。硅有兩種同素異形體:一種為暗棕色無定形粉末,性質(zhì)活潑,在空氣中能燃燒。
在連續(xù)冶煉法中,爐渣的熔點(diǎn)對爐溫有很大的影響。在冶煉硅錳合金時,因?yàn)闋t渣中的SiO2和MnO在12400C會組成低熔點(diǎn)的共晶體,而從MnSiO3中還原得到含硅20%的開始還原溫度為14900C,因此冶煉高硅硅錳合金的主要困難也是爐溫問題。3、配制不同的合金,硅合金是一種脫氧性很好的復(fù)合材料,在煉鋼過程中可以替代鋁,并且能凈化鋼液,提高鋼材質(zhì)量。
錳礦的品位和塊度對爐溫是有影響的。錳礦含錳越高,渣量就少,爐溫容易上去。錳礦塊度大,透氣性好,整個爐口冒火,料層均勻下沉。原料預(yù)熱好,落入下部反應(yīng)區(qū)時帶入較多的熱量,同時塊度大,熔化很慢,成渣溫度也高,這都有助于爐溫的提高。