เหตุใดจึงสามารถใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์จำนวนเล็กน้อยในการถลุงเฟอร์โรซิลิคอนได้

"ซิลิคอนคาร์ไบด์" ที่อ้างถึงในที่นี้ไม่ใช่วัตถุดิบเฉพาะ แต่เป็นของเสียจากฉนวนของเตากราไฟท์เซชันในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ ประกอบด้วยซิลิคอนคาร์ไบด์จำนวนมาก ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมของเสียนี้จึงมักเรียกกันว่า "ซิลิคอนคาร์ไบด์" องค์ประกอบมีดังนี้:

SiC25~40%; SiO220%; C25%; ที่เหลือคือ Al2O3, CaO เป็นต้น

ในการถลุงเฟอร์โรซิลิคอน การลดลงของซิลิกาเป็นปฏิกิริยาที่ดูดซับพลังงานความร้อนจำนวนมาก ดังนั้นเพื่อให้ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นอย่างเข้มข้น จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิที่สูงมาก (ประมาณ 1800~1900 องศา) ดังนั้นจึงมีการใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก เมื่อส่วนหนึ่งของซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกเติมเข้าไปในประจุ มันจะทำปฏิกิริยากับเศษเหล็กที่อยู่ในประจุในเตาเผาดังต่อไปนี้:

SiC+Fe=FeSi+C

ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน ความร้อนที่ดูดซับโดยมันและอุณหภูมิของปฏิกิริยาต่ำกว่าความร้อนและอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการลดซิลิคอนไดออกไซด์ ดังนั้นการเพิ่มส่วนหนึ่งของซิลิคอนคาร์ไบด์ลงในประจุจะช่วยลดการใช้พลังงานได้

ในการถลุงเฟอร์โรซิลิกอน 45 ตัว ประจุจะมีเศษเหล็กเพิ่มมากขึ้น และปฏิกิริยาการแตกหักของซิลิคอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่จะเป็น SiC+Fe=FeSi+C ดังนั้นอัตราการใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์จึงสูงขึ้นในขณะนี้

เมื่อทำการหลอมเฟอร์โรซิลิคอน 75 ตัวในประจุ จะมีเศษเหล็กน้อยลงและมีซิลิกามากขึ้น และปฏิกิริยาการทำลายซิลิคอนคาร์ไบด์จะดำเนินการตามสูตรต่อไปนี้เป็นหลัก:

2SiO2+SiC= 3SiO+CO↑

SiO+SiC=2Si+CO↑

ปฏิกิริยาทั้งสองเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงประมาณ 1,800 องศา และดังนั้น SiO ที่เป็นก๊าซจึงมีส่วนร่วมด้วย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากก๊าซ SiO มีความผันผวนมากกว่า ปฏิกิริยาการทำลายซิลิกอนคาร์ไบด์จึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะดำเนินการอย่างปลอดภัย จะเห็นได้ว่าเมื่อทำการหลอมเฟอร์โรซิลิคอน 75 ตัว อัตราการใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์จะต่ำ