少量の炭化ケイ素がフェロシリコン製錬に使用できるのはなぜですか?

ここでいう「炭化ケイ素」-とは、特定の原料ではなく、黒鉛電極の製造時に黒鉛化炉の断熱材から出る廃棄物です。炭化ケイ素が多量に含まれているため、この廃棄物は一般に「炭化ケイ素」と呼ばれています。その構成は次のとおりです。

SiC25~40%; SiO220%; C25%;残り - Al2O3、CaO など

フェロシリコンを製錬する場合、二酸化ケイ素 - の還元は多量の熱エネルギーを吸収する反応です。そのため、この反応を集中的に進めるためには非常に高い温度（約1800～1900度）を維持する必要があり、多くの電力が消費されます。炭化ケイ素を装入物に添加すると、炉内で装入物内の鋼スクラップと次のように反応します。

SiC＋Fe= FeSi＋C

この反応は吸熱反応です。シリカが吸収する熱と反応温度は、シリカを還元するのに必要な熱と温度よりも低くなります。したがって、炭化ケイ素の一部を装入物に追加すると、エネルギー消費を削減できます。

45フェロシリコンを製錬する場合、装入物には鉄スクラップが多く含まれており、炭化ケイ素の破壊反応は主にSiC＋Fe=FeSi＋Cの式に従って進行します。したがって、現時点では炭化珪素の利用率が高い。

75フェロシリコンを製錬する場合、装入物に含まれる鉄スクラップは少なくなり、シリカが多くなり、炭化ケイ素の破壊反応は主に次の式に従って進行します。

2SiO2＋SiC= 3SiO＋CO↑

SiO＋SiC=2Si＋CO↑

どちらの反応も約 1800 度の高温 - で発生するため、ガス状の SiO が反応に関与します。ただし、SiO ガスは揮発性が高いため、炭化ケイ素を破壊する反応を安全に実行するのは簡単ではありません。 75 フェロシリコンを製錬する場合、炭化ケイ素の利用率が低いことがわかります。