Miks saab ferrosiliitsiumi sulatamisel kasutada väikest kogust ränikarbiidi?

Siin mainitud "ränikarbiid" - ei ole konkreetne tooraine, vaid grafiitelektroodide tootmisel grafitiseerimisahju isolatsioonist tekkiv jääkprodukt. See sisaldab suures koguses ränikarbiidi, mistõttu neid jäätmeid nimetatakse tavaliselt "ränikarbiidiks". Selle koostis on järgmine:

SiC25-40%; SiO220%; C25%; ülejäänud - Al2O3, CaO jne.

Ferrosiliitsiumi sulatamisel on ränidioksiidi - redutseerimine reaktsioon, mis neelab palju soojusenergiat. Seetõttu on selle reaktsiooni intensiivseks kulgemiseks vaja hoida väga kõrget temperatuuri (umbes 1800-1900 kraadi), seega kulub palju elektrit. Kui laengule lisatakse ränikarbiidi, reageerib see ahju laengus olevate terasejääkidega järgmiselt:

SiC＋Fe= FeSi＋C

See reaktsioon on endotermiline. Soojus- ja reaktsioonitemperatuur, mida see neelab, on madalam kui ränidioksiidi redutseerimiseks vajalik kuumus ja temperatuur. Seetõttu võib laengule osa ränikarbiidi lisamine vähendada energiatarbimist.

45 ferrosiliitsiumi sulatamisel sisaldab laeng rohkem terasejääke ja ränikarbiidi lagunemisreaktsioon toimub peamiselt valemiga SiC＋Fe= FeSi＋C. Seetõttu on ränikarbiidi kasutusmäär praegu kõrgem.

75 ferrosiliitsiumi sulatamisel sisaldab laeng vähem terasejääke ja rohkem ränidioksiidi ning ränikarbiidi lagunemise reaktsioon toimub peamiselt järgmise valemi järgi:

2SiO2＋SiC= 3SiO＋CO↑

SiO＋SiC=2Si＋CO↑

Mõlemad reaktsioonid toimuvad kõrgel temperatuuril - umbes 1800 kraadi juures ja seetõttu osaleb neis gaasiline SiO. Kuna aga SiO gaas on lenduvam, ei ole ränikarbiidi hävitavat reaktsiooni lihtne ohutult läbi viia. Võib märkida, et 75 ferrosiliitsiumi sulatamisel on ränikarbiidi kasutusmäär madal.