Kodėl nedidelį kiekį silicio karbido galima naudoti lydant ferosilicis

Čia minimas „silicio karbidas“ yra ne konkreti žaliava, o grafitinimo krosnies izoliacinės atliekos gaminant grafito elektrodus. Jame yra daug silicio karbido, todėl šios atliekos paprastai vadinamos „silicio karbidu“. Jo sudėtis yra tokia:

SiC25 ~ 40 %; SiO220%; C25%; Likusi dalis yra Al2O3, CaO ir kt.

Lydant ferosilicis, silicio dioksido redukcija yra reakcija, kuri sugeria daug šilumos energijos. Todėl, kad ši reakcija vyktų intensyviai, būtina palaikyti labai aukštą temperatūrą (apie 1800~1900 laipsnių), todėl sunaudojama daug elektros energijos. Kai dalis silicio karbido pridedama prie įkrovos, jis reaguoja su plieno atliekomis krosnyje taip:

SiC+Fe=FeSi+C

Ši reakcija yra endoterminė. Jo sugeriama šiluma ir reakcijos temperatūra yra žemesnės už šilumą ir temperatūrą, reikalingą silicio dioksidui redukuoti. Todėl įkrovą įdėjus dalį silicio karbido galima sumažinti energijos sąnaudas.

Lydant 45 ferosilicį, įkrovoje yra daugiau plieno likučių, o silicio karbido lūžio reakcija daugiausia yra SiC+Fe=FeSi+C. Todėl šiuo metu silicio karbido panaudojimo lygis yra didesnis.

Kai įkrovoje lydomas 75 ferosilicis, lieka mažiau plieno likučių ir daugiau silicio dioksido, o silicio karbido sunaikinimo reakcija vyks daugiausia pagal šią formulę:

2SiO2+SiC= 3SiO+CO↑

SiO+SiC=2Si+CO↑

Abi reakcijos vyksta aukštoje apie 1800 laipsnių temperatūroje, todėl jose dalyvauja dujinis SiO. Tačiau kadangi SiO dujos yra lakesnės, silicio karbido naikinimo reakciją nėra lengva saugiai atlikti. Matyti, kad lydant 75 ferosilicio silicio karbido panaudojimo koeficientas yra mažas.