Ferosilicij se koristi u industriji čelika kao deoksidans

Ferosilicij se koristi u industriji čelika kao deoksidans. Tijekom procesa proizvodnje čelika, za uklanjanje štetnih nečistoća kao što su ugljik i sumpor iz rastaljenog željeza, kisik se uvodi putem metoda kao što je upuhivanje kisika ili dodavanje oksidansa. Općenito govoreći, svrha upuhivanja kisika je oksidacija elemenata poput ugljika, silicija, mangana, fosfora i sumpora u rastaljenom željezu, stvarajući plinove ili okside s višim talištem. Time se smanjuju štetni učinci ovih pet elemenata na sastav čelika i iskorištava toplina koja se oslobađa tijekom oksidacije za podizanje temperature rastaljenog željeza. Međutim, ovaj proces postupno povećava sadržaj kisika u čeliku, pretežno u obliku FeO. Neuspjeh uklanjanja kisika iz čelika nepovoljno utječe na mehanička svojstva trupaca od lijevanog čelika.

Nadalje, sam kisik predstavlja nekoliko nedostataka u proizvodnji čelika:

1. Kisik je jedan od glavnih uzroka plinske poroznosti u dijelovima od lijevanog čelika. Tijekom skrućivanja čelika, topljivost kisika značajno opada s padom temperature, uzrokujući reakciju oslobođenog kisika s ugljikom u čeliku, stvarajući mjehuriće CO koji mogu stvoriti pore ako se zarobe unutar čelika.

1. Prekomjerni sadržaj kisika u rastaljenom čeliku pogoršava tendenciju stvaranja vrućih pukotina u lijevanom čeliku. To je zato što FeO formira eutektik (FeO·FeS) s FeS kada se susretnu, koji ima nisku točku tališta (940 stupnjeva) i nastoji se raspodijeliti kao tanki film duž granica zrna, čime potiče vruće pucanje.
2. Kisik je također glavni element koji pridonosi stvaranju nemetalnih inkluzija. Može reagirati s različitim elementima stvarajući oksidne inkluzije koje, ako se zadrže u čeliku, smanjuju njegovu učinkovitost.

Kako bi se ublažili ti problemi, neophodna je deoksidacija nakon uklanjanja nečistoća iz rastaljenog željeza. Dezoksidansi obično uključuju legure željeza koje sadrže elemente poput silicija, mangana, aluminija i kalcija, odabrane zbog njihovog jakog afiniteta s kisikom. Tijekom procesa proizvodnje čelika, ferosilicij se koristi u industriji čelika kao ključni dezoksidant zbog svog jakog afiniteta s kisikom. Kada se silicijsko željezo doda tijekom proizvodnje čelika, dolazi do sljedeće reakcije deoksidacije:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
Silicij proizveden nakon deoksidacije je lakši od rastaljenog čelika i pluta na površini, ulazeći u trosku i učinkovito uklanjajući kisik iz čelika. Ovaj proces značajno povećava čvrstoću, tvrdoću i elastičnost čelika, poboljšava njegova magnetska svojstva i smanjuje gubitke zbog histereze u transformatorskom čeliku.

U praksi postoje dvije glavne metode deoksidacije rastaljenog čelika:

1. Difuzijska deoksidacija koristi difuzijsko ponašanje kisika u rastaljenom čeliku, gdje praškasti deoksidansi poput ugljičnog praha,ferosilicijski prah, kalcijev silicijski prah,aluminijski prah i prah kalcijevog karbida rasipaju se po površini troske tijekom razdoblja redukcije pročišćavanja. Ova metoda smanjuje sadržaj kisika u troski i remeti ravnotežu topljivosti kisika između troske i rastaljenog čelika, olakšavajući difuziju kisika iz rastaljenog čelika u trosku.
2. Taložena deoksidacija uključuje izravno dodavanje zrnastih deoksidansa kao što jeferosilicijski blokoviu rastaljeni čelik, gdje reagiraju s FeO i talože se. Vremenski raspored produkata deoksidacije kategorizira ih u primarne (nastaju odmah nakon dodavanja deoksidansa u peći ili loncu), sekundarne (nastaju u već deoksidiranom čeliku prije nego što se ohladi do linije likvidusa) i tercijarne (nastaju tijekom skrućivanja između likvidusa i solidusa). linije).

Ovi proizvodi dezoksidacije zajedno poboljšavaju kvalitetu i učinkovitost čelika.