Miks saab ferrosiliitsi sulatamisel kasutada väikest kogust ränikarbiidi?

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

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

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

SiC Fe=FeSi C

See reaktsioon on endotermiline. Selle poolt neeldunud soojus ja reaktsioonitemperatuur on madalamad kui ränidioksiidi redutseerimiseks vajalik soojus ja temperatuur. Seetõttu võimaldab osa ränikarbiidi lisamine laengule vähendada energiatarbimist.

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

75 ferrosiliconi sulatamisel laengus on vähem terasejääke ja rohkem ränidioksiidi ning ränikarbiidi hävitamise reaktsioon toimub peamiselt järgmise valemi järgi:

2SiO2+SiC= 3SiO CO↑

SiO SiC=2Si CO↑

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