Silicij ima ključnu ulogu u proizvodnji čelika, prvenstveno u funkciji deoksidansa i legirnog elementa. Kroz ove uloge silicij značajno poboljšava čistoću, mehanička svojstva, otpornost na koroziju i elektromagnetska svojstva čelika. Specifične uloge silicija u čeliku i njegovi mehanizmi opisani su u nastavku.
1. Dezoksidant
Silicij se obično koristi kao deoksidans u proizvodnji čelika. Tijekom proizvodnje čelika na visokim temperaturama, rastaljeni čelik sadrži kisik, koji se spaja s elementima poput željeza i ugljika da bi se formirale oksidne inkluzije, nepovoljno utječući na kvalitetu čelika. Silicij reagira s kisikom stvarajući silicijev dioksid (SiO₂), smanjujući sadržaj kisika i povećavajući čistoću čelika. Reakcija je:
Si+O2→SiO2
Nastali silicijev dioksid obično se uklanja kao troska, poboljšavajući čistoću čelika smanjenjem inkluzija oksida i povećanjem žilavosti i duktilnosti čelika.
2. Legirajući element
Kao legirajući element, silicij značajno poboljšava svojstva čelika:
2.1 Tvrdoća i čvrstoća
Silicij povećava tvrdoću i čvrstoću čelika uglavnom kroz ojačavanje čvrstom otopinom. Atomi silicija tvore čvrstu otopinu u rešetki željeza, ometajući kretanje dislokacija, čime se povećava čvrstoća i tvrdoća čelika.
2.2 Otpornost na koroziju
Silicij poboljšava otpornost čelika na koroziju, posebno kod čelika s visokim sadržajem silicija. Silicij stvara gusti oksidni film na površini čelika, sprječava daljnju koroziju i povećava otpornost čelika na oksidaciju i koroziju.
2.3 Elektromagnetska izvedba
Silikonski čelik, poznat po malim elektromagnetskim gubicima, naširoko se koristi u transformatorima i motorima. Silicij smanjuje gubitak histereze i gubitak vrtložne struje, poboljšavajući učinkovitost elektromagnetske pretvorbe i povećavajući učinkovitost električne opreme.
3. Zaključak
Silicij ima značajnu ulogu u čeliku služeći kao učinkovit dezoksidant i vrhunski legirajući element. Kao deoksidans, silicij povećava čistoću čelika; kao legirajući element, povećava tvrdoću čelika, čvrstoću, otpornost na koroziju i elektromagnetsku učinkovitost. Ove karakteristike čine silicij nezamjenjivim u modernoj industriji čelika, uključujući proizvodnju automobila, inženjerske strojeve, elektroniku i elektroenergetiku.
