Железной стружки . . 200-220 180-190 30/3S

Плавку ведут непрерывным процессом. На колошник печи сверху непрерывно загружают шихту, а сплав периодически выпускают через летку. Глубина погружения электродов в шихту должна быть большой (от 800 мм на малых печах до

Рис. 236. Разрез печи для выплавки ферросилиция: 1 — шамот; 2 — жидкий сплав; 3 — гарнисаж; 4 — область медленного схода шихты; 5 — электрод; б — область быстрого схода ших­ты; 7 — "тигель"; 8 — угольная футеровка

2700 мм на больших). Расстояние от концов электродов до подины должно составлять 300-600 мм. При загрузке переме­шанных шихтовых материалов в печь стремятся создать и поддерживать вокруг электродов шихту в виде возвышающихся конусов, которые затрудняют выход газов здесь и уменьшают вследствие этого потери тепла и кремния.

Процесс плавки происходит главным образом у электро­дов, под которыми горят электрические дуги. Здесь в зоне дуг в шихте образуется (рис.236) полость ("тигель") с очень высокой температурой. Стенки тигля непрерывно оплавляются, кремнезем восстанавливается, кремний раство­ряется в жидком железе, жидкий сплав опускается на поди­ну, а новые порции шихты- в зону реакций. Кремний вос­станавливается твердым углеродом по реакции

Si0₂ + 2С = Si + 2CO - 635096 Дж,

идущей с большой затратой тепла, теоретическая температу­ра ее начала равна 1554 °С. В присутствии железа восста­новление кремния облегчается и идет при более низких тем­пературах, поскольку железо, растворяя кремний, выводит его из зоны реакции, что сдвигает равновесие этой реакции вправо, в сторону восстановления кремния. Чем больше же­леза в шихте, тем при более низкой температуре происходит восстановление кремния и образование ферросилиция.

Железо облегчает ход процесса также тем, что разрушает карбид кремния SiC. Последний образуется при избытке вос­становителя (Si0₂ + 2C=SiC + 2CO) и, являясь тугоплав­ким (Г_пл > 2700 °С), накапливается внизу печи, загромож­дает ее, снижая производительность.

В зоне высоких температур идет частичное восстановле­ние алюминия и кальция из содержащихся в кварците и золе кокса А1₂0₃ и СаО, поэтому ферросилиций содержит до 2,5% А1 и до 1,5 % Са. В восстановительных условиях плавки более 60% фосфора из шихтовых материалов переходит в сплав. Сера целиком улетучивается.

Из невосстановившихся оксидов шихты формируется шлак, его количество равно 2-6% от массы сплава. Типичный сос­тав шлака, %: 25-40 Si0₂, 20-40 А1₂О_э. 10-25 СаО, 2-10 SiC, 3-8 ВаО, менее 2 MgO и FeO. Шлаки имеют высокую тем­пературу плавления (1500-1700 °С) и вязкость. Шлак выхо­дит из печи через летку вместе со сплавом. При повышенной вязкости часть шлака остается в печи, что может вести к зарастанию ванны.

Образующийся в высокотемпературных зонах восстановле­ния газ СО поднимается вверх, нагревая шихту, причем он стремится двигаться вверх над зонами восстановления у электродов. Чтобы повысить степень использования тепла газов, шихту загружают у электродов, создавая здесь более высокий слой располагающихся конусом материалов. Высокий слой шихты у электродов препятствует подъему здесь газов и они выделяются дальше от электродов, нагревая большее количество шихты. При вращении ванны неподвижные электро­ды разрыхляют шихту, поднимающиеся газы более равномерно распределяются по сечению ванны.

Плохо прогретые у стен печи материалы спекаются в плотный монолит (гарнисаж).

Нормальный ход печи характеризуется медленным опуска­нием электродов по мере их сгорания и равномерным оседа­нием шихты вокруг этих электродов.

Сплав выпускают 12-20 раз в сутки. Вскрытие летки производят прожиганием электрической дугой или кислоро­дом, пробиванием железным прутом или при помощи бура. По окончании выпуска летку закрывают конической пробкой из смеси электродной массы и песка или огнеупорной глины и коксика.

Сплав выпускают в ковш, футерованный шамотным кирпичом или графитовой плиткой, и затем разливают в плоские из­ложницы или в чушки на разливочной машине конвейерного типа, аналогичной машине для разливки чугуна (см. рис. 63).

Расход материалов и электроэнергии при выплавке ферро­силиция некоторых марок: