4 第四章 硅系铁合金

《硅系铁合金电炉烟气净化及回收设施技术规范》1、工作简况1.1工作任务来源本工作任务是依据《国家发展和改革委员会[发改办工业（2006）1039号] 》文件〈国家发展改革委办公厅关于印发2006年行业标准项目计划的通知〉和国家科技部《科技基础性工作专题项目》所属课题〈冶金固体废弃物资源化综合利用标准体系的研究〉项目，项目编号：2004DEA70990。

并遵照《国发[2005]40号》和《国务院关于加快推进产能过剩行业结构调整的通知》以及<发改产业[2006]567号>《关于推进铁合金行业加快结构调整的通知》的精神，以科学发展观为统领，由冶金工业信息标准研究院负责组织制定《硅系铁合金电炉烟气净化及回收设施技术规范》行业标准，以指导和监管该行业今后的调整、提高、完善与和谐发展的需要。

1.2工作简要过程技术规范编制起草单位自接到任务后，于2005年5月成立了规范编制起草小组，召开多次工作会议，就规范的性质，适用范围、内容进行了讨论，拟定了编写提纲，并对西北、西南、华北地区铁合金发展比较集中的地区和企业进行了环保观状实地考察，考察期间与部分环保治理较好的典型企业进行了座谈和技术交流，了解到硅铁、工业硅电炉烟气净化及回收设施运行现状，吸取了国内有关这方面的科研成果和技术创新。

在此基础上又参考国外有关资料，编制出《硅系铁合金电炉烟气净化及回及设施技术规范》（初稿）。

2006年6月，冶金工业信息标准研究院于北京组织召开了部分业内专家讨论会，对《硅系铁合金电炉烟气净化及回收设施技术规范》（初稿）进行了较深入的讨论。

与会专家对本《技术规范》初稿给予充分肯定，并提出了宝贵的修改意见和建议，后经规范编制组修改后，形成了《硅系铁合金电炉烟气净化与回收设施技术规范》（征求意见稿），相继发往全国20多家生产、设计、科研等单位征求意见，在各单位大力支持下，征得了一些新的意见，编制组经汇总后又进一步修改补充。

现向规范审定会提出《硅系铁合金电炉烟气净化及回收设施技术规范》（送审稿）。

铁合金的分类和主要特征介绍硅系铁合金1、硅铁（SiFe）硅铁硅铁又叫矽铁厚度一样不超过100mm。

外观无裂纹，用手摸不掉色，敲击声清脆，横截面灰白色，带有气孔。

硅铁怕潮，自然块遇水容易粉化,硅含量随之下降。

AOD炉不能使用粉状SiFe。

型号：65#、72#、75#硅铁75# ——（1）国标75#指实际硅≥72%；（2）硬75硅铁指实际硅≥75%；硅铁65# 指硅含量在65%以上；低铝硅铁：通常指硅铁中铝含量在1.0以下。

依照客户不同要求能够达到0.5、0.2、0.1以下等等。

2、硅钙（SiCa）硅钙合金是由元素硅、钙和铁组成的复合合金。

硅钙的价格以一个钙多少钱算价格，钙1通常是指含30个钙点以上，钙2是指含28-30个钙点。

钙3是指28以下。

状态：粉状，粒状，块状。

怕潮，吨袋包装或50kg/袋。

3、结晶硅（Si）比重轻于其它硅系合金，外观黑亮，怕潮，使用前必须进烘房。

锰系合金1、电解锰（Mn）电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐，再送电解槽电解析出的单质金属。

外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另一面粗糙，为银白色到褐色。

2、高锰（HMn）多为自然块，断面呈深灰色，并带有蓝黄闪光色彩，性质硬脆。

熔点：1220-1270度，密度为7.1-7.4g/cm3，抗压强度70-90MPa。

但当锰含量超过82%时，易受空气中水分的腐蚀而消蚀成粉末；因此，含锰量超过82%的产品在过程中应注意防潮。

多为吨袋包装，依照需方要求，能够采纳散装、袋装。

3、硅锰（Si-Mn）硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。

块状、有银光泽、比重6.0-6.4。

铬系合金1、高碳铬铁（HCr）多为自然快，断面呈银灰色，并带有金属光泽。

2、硅铬合金（Si-Cr）硅铬合金系铬、铁的硅化物，是含有足够硅量的铬铁。

横截面灰白色，带有大量气孔。

粒度10-200mm之间。

易粉化，注意防潮。

3、中低碳铬铁4、微碳铬铁（V-Cr）断面呈银白金属光泽，晶粒粗大，有明显的晶界。

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属主角—硅硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。

从原子角度认识硅原子既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成四价化合物．思考：根据阅读想一想碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？Si在地壳中含量丰富，仅次于O，约占２６.３％碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强Si无游离态化合态：硅的氧化物和硅酸盐结构:四面体每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角.同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。

二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,通常用SiO2来表示二氧化硅的组成.由图片思考:二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何?你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？结构与性质的关系：SiO2的网状结构讨论：初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面？（以CO2为例）SiO2的化学性质（不活泼）1.酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐SiO2＋CaO == CaSiO3与强碱反应生成盐和水SiO2＋2NaOH = Na2SiO3＋H2O2.特性与HF的反应SiO2＋4HF = SiF4↑＋2H2O此反应常用于雕刻玻璃3.弱氧化性4.与某些盐反应此两个反应用于工业制玻璃１．为什么在实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？答：玻璃中的SiO2与NaOH 反应生成有粘胶性的硅酸钠2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？答：HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。

3.某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?二氧化硅和二氧化碳的比较化学性质二.硅酸(H2SiO3)可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应实验:观察现象并填写下表硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。

实验：将CO2通入Na2SiO3溶液中现象：透明的硅酸凝胶生成方程式：结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3↓不稳定，受热易分解第二讲富集在海水中的元素——氯一、氯元素的原子结构与自然界的存在1、氯的原子结构和性质二、活泼的黄绿色气体——氯气1、氯气的分子结构氯气属于双原子分子结构Cl2: Cl—Cl2、氯气的物理性质（色、状、味、水溶性、密度、毒性）（1）氯气是黄绿色有刺激性气味的有毒气体（2）氯气可溶于水，氯水呈浅黄绿色（常温常压下，1体积水可溶解2体积氯气）（3）密度比空气大3、氯气的化学性质（氧化剂，强氧化性）（1）氯气与金属反应Cl2有很强的氧化性，能与多数金属反应生成相应的金属氯化物，尤其要注意的是：它和变价金属反应时，生成高价的金属氯化物，如：CuCl2、FeCl3（2）氯气与某些非金属反应氯气与金属反应时，是实实在在的得电子，而在与非金属（如H2）反应时，氯原子和氢原子都想得电子，最后双方为了达到稳定，形成共用电子对。

铁合金冶炼函授培训讲座一、什么是硅产品含硅量达14%以上至99%之间，其余为杂质或另一种（个别两种）主要元素，通过冶炼所得的合金俗称硅产品。

通常包括工业硅、硅铁、硅钡、碳化硅、硅钙等，最常用的为工业硅、硅铁两种。

冶炼任一种硅产品必须涉及到矿石（含SiO2）这一原料，采矿会破坏森林、植被，同时冶炼过程也会产生大量的污染（如CO、粉尘过量等），属于消耗资源、高污染、技术含量低的冶金行业。

所以，发达国家一般不予生产，主要依赖进口。

由于硅产品的广泛用途（汽车工业、信息工业）又决定了它的最大消费方为发达国家地区，所以发展中国家生产的硅产品，除自身消耗外，大部分用于出口换取外汇。

冶炼硅产品必须具备以下两个最基本的条件：①自身环境净化能力强的地方（亦允许产生轻度污染源的地方）；②丰富的低价电源，因为硅冶为高耗能行业，以工业硅为例，每吨成品耗电平均12000度，通常只能以低廉的水电（每度从0.2-0.5元不等）作为生产能源。

由于污染重，能耗高硅冶企业只能分布在边远、水电丰富（个别火电丰富）的地区，并且受电力紧张的缘故，在枯水季节常因限电而减产或停产。

二、我国硅冶炼行业状况福建三明地区是中国最早生产工业硅等硅产品的地方，由于近年水电的缺乏及资源的过度开采。

目前福建的硅冶规模大部分偏小，近五六年来，贵州、云南利用自身丰富的水电资源，已成为中国最大的硅生产基地，特别是贵州产量约占全国的50%以上，生产硅产品的地方还有四川、湖南、江西（个别）、西宁、内蒙、东北等地。

除个别小厂外，现在硅铁炉一般都在6300KVA以上，随着国家对铁合金行业的整顿，以及受环保要求，各地小容量电炉及达不到环保要求的炉子必然被淘汰。

三、硅系产品用途1、工业硅俗称金属硅或结晶硅，严格来讲工业硅不属于铁合金行业，在习惯上由于工业硅的冶炼采用矿热炉进行，就把工业硅划分到铁合金行业中。

工业硅是指含硅量大于等于98.5%的纯硅产品，其中以铁、铝、钙（按顺序排列）的三种杂质含量分成各小类，如553、441、331、2202等。

铁合金（硅铁和锰硅）一、品种概况（一）定义与分类铁合金是由一种或几种元素与铁元素形成的合金，按其所含主要元素分类，铁合金可分为硅系、锰系、铬系等不同系列。

换言之，硅系、锰系和铬系合金中的主要元素分别是硅、锰和铬。

铁合金的用途主要是作为炼钢时的脱氧剂与合金剂，用以消除钢水中过量的氧及硫，改善钢的质量和性能。

一是用作脱氧剂。

炼钢时用吹氧等方法使铁水脱碳及去除磷、硫等有害杂质，这一过程会增加钢液中的氧含量，氧含量过高会降低钢材的力学性能。

添加一些与氧结合力比铁更强，并且其氧化物易于从钢液中以炉渣形式排出的元素，把钢液中的氧去掉，这个过程叫脱氧。

硅、锰、铬系合金均有此用途。

二是用作合金剂。

不同合金元素具有不同的特性和用途。

硅能够显著的提高钢的弹性和导磁性，因而在冶炼结构钢、工具钢、弹簧钢和变压器用硅钢时，都要使用硅系合金；一般钢中含硅0.15%-0.35%，结构钢中含硅0.40%-1.75%，工具钢中含硅0.30%-1.80%，弹簧钢中含硅0.40%-2.80%，不锈耐酸钢中含耐热钢中含硅1.00%-3.00%，硅钢中含硅2%-3%或更高。

锰能够降低钢的脆性，改善钢的热加工性能，提高钢的强度、硬度和抗磨损度。

“无锰不成钢”，钢铁行业消耗的锰占其产量的比例超过 90%。

锰是生产优质钢铁不可缺少的功能性基础原材料，在炼钢过程中能够脱去硫和氧等杂质，通过提高强度、硬度和抗磨损度等性能来改善钢材的物理性质。

目前，锰在钢材生产过程中的作用尚无其他元素可以替代。

二、市场概况1、国内贸易我国硅铁、锰硅主要集中在西北等火电资源丰富和西南等水电资源丰富的地区，钢铁行业主要分布在华北和华东地区，因此我国硅铁总体呈现由西向东的贸易格局，锰硅总体呈现由西向东、由南向北的贸易格局与物流流向。

铁合金现货贸易以直销为主（约占70%），一般使用到货价，即卖方负责把货物送到双方协商确定的地点，一般为钢铁企业仓库或附近的货运站台（或仓库）。