【摘要】：在实际生产中，硅石的还原是比较复杂的。碳化硅的生成、分解和一氧化硅的凝结又是以料层内各区维持温度分布不变为先决条件。碳化硅的生成很容易，而碳化硅还要求高温、快速反应，否则就会沉积在炉底；由此可知，必须保持中心反应区温度的稳定性。CaO、CaCl2、BaSO4和NaCl对碳和二氧化硅反应有明显的催化作用。钙、钡离子在反应中作用相同，而NaCl的催化作用略小一些。在1 953K时加入1%的CaO和2%的CaCl2可提高SiC和SiO2的反应速度一倍以上。
工业硅生产中，在1 820℃时硅石被还原，反应过程如下：
在实际生产中，硅石的还原是比较复杂的。从冷状态下炉内情况出发，实际生产中炉内发生的反应是：炉料入炉后不断下降，受上升炉气的作用，温度在不断升高。上升的SiO有下列反应：
这些产物大部分沉积在还原剂的孔隙中，有些溢出炉外。炉料继续下降，当温度升到1 820℃以上时，有下列反应：
当温度再升高时，有以下反应：
在电极下有如下反应：
炉料在下降的过程中有如下反应：
在冶炼中，主要反应大部分是在熔池底部料层中完成的，如图4－1所示。碳化硅的生成、分解和一氧化硅的凝结又是以料层内各区维持温度分布不变为先决条件。碳化硅的生成很容易，而碳化硅还要求高温、快速反应，否则就会沉积在炉底；由此可知，必须保持中心反应区温度的稳定性。在冶炼操作中，炉料的下沉要合适，如过勤，炉内温度区稳定性差，对冶炼不利。在冶炼中要尽量把一氧化硅留在料层中，因为凝结过程对硅的生产有重要意义。
加入催化剂，可提高反应能力，加速硅的还原。CaO、CaCl2、BaSO4和NaCl对碳和二氧化硅反应有明显的催化作用。钙、钡离子在反应中作用相同，而NaCl的催化作用略小一些。在1 953K时加入1%的CaO和2%的CaCl2可提高SiC和SiO2的反应速度一倍以上。在1 893K时加入2%的CaCl2和在1 953K是加入3%的CaCl2，催化效果最好，再升高温度，效果就不明显了。工业硅熔炼过程中熔炼炉内温度比较高，温度分布与物料结构是否合理，直接关系着生产的正常运行和产品能耗的高低。
图4－1 电炉内的各种化学反应
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