Thêm một lượng nhỏ cacbua silic (SiC) khi nấu chảy ferrosilicon có thể tiết kiệm một phần năng lượng điện. "Cacbua silic" được đề cập ở đây không phải là một nguyên liệu thô cụ thể mà là chất thải cách nhiệt của lò than chì hóa khi sản xuất điện cực than chì. Nó chứa một lượng lớn cacbua silic nên người ta thường gọi chất thải này là "cacbua silic".
Thành phần của nó như sau:
SiC25~40%; SiO220%; C25%; phần còn lại là Al2O3 và CaO, v.v. Tại sao thêm một lượng nhỏ "silicon cacbua" trong quá trình nấu chảy có thể làm giảm mức tiêu thụ điện năng.
Khi nấu chảy ferrosilicon, quá trình khử silicon dioxide là phản ứng hấp thụ một lượng lớn năng lượng nhiệt. Vì vậy, phản ứng phải được tiến hành mạnh mẽ ở nhiệt độ rất cao (khoảng 1800 đến 1900 độ), do đó tiêu tốn một lượng lớn năng lượng điện. Khi một phần cacbua silic được thêm vào điện tích, nó sẽ phản ứng với các mảnh thép trong điện tích như sau trong lò:
SiC＋Fe= FeSi＋C
Phản ứng này là phản ứng thu nhiệt, nhiệt hấp thụ và nhiệt độ phản ứng thấp hơn nhiệt độ cần thiết để khử silicon dioxide. Do đó, việc thêm một phần cacbua silic vào lò có thể làm giảm mức tiêu thụ điện năng.
Khi nấu chảy 45 ferrosilicon, do lượng thép vụn trong điện tích lớn nên phản ứng phân hủy cacbua silic chủ yếu được thực hiện theo SiC+Fe= FeSi+C. Do đó, tỷ lệ sử dụng cacbua silic cao hơn vào thời điểm này.
Khi nấu chảy 75 ferrosilicon, có ít phế liệu thép hơn và có nhiều silic hơn trong điện tích. Phản ứng phá hủy cacbua silic sẽ chủ yếu diễn ra như sau:
2SiO2＋SiC= 3SiO＋CO↑
SiO＋SiC=2Si＋CO↑
Cả hai phản ứng đều được thực hiện ở nhiệt độ cao trên khoảng 1800 độ và khí SiO tham gia phản ứng. Vì SiO dạng khí dễ bay hơi hơn nên phản ứng phá hủy cacbua silic không thể được thực hiện một cách an toàn. Có thể thấy rằng khi nấu chảy 75 ferrosilicon, tỷ lệ sử dụng cacbua silic thấp.
Thực tiễn đã chứng minh rằng khi nấu chảy 45 ferrosilicon trong lò hồ quang chìm công suất lớn, việc thêm một phần cacbua silic có tác dụng rõ rệt hơn. Khi nấu chảy 75 ferrosilicon, một số cacbua silic được thêm vào, nhưng hiệu quả không đáng kể.
Cacbua silic có điểm nóng chảy cao và tính dẫn điện mạnh. Sau khi thêm silicon gia cố trong quá trình nấu chảy, điện cực không dễ ổn định và điều kiện lò khó kiểm soát. Hơn nữa, có rất nhiều bột cacbua silic, ảnh hưởng đến độ thoáng khí của bề mặt vật liệu và đôi khi gây cháy nổ nghiêm trọng. Vì lý do này, không dễ để thêm quá nhiều cacbua silic trong quá trình nấu chảy, và cacbua silic được sử dụng phải được lựa chọn cẩn thận để giảm bột.
Kinh nghiệm đã chứng minh rằng khi nấu chảy 45 ferrosilicon, có thể thêm 50 đến 70 kg cacbua silic vào mỗi mẻ nguyên liệu (silica được tính là 300 kg); khi nấu chảy 75 ferrosilicon, sẽ thích hợp hơn nếu thêm 20 đến 30 kg cho mỗi mẻ nguyên liệu.
