Ferrosilicon được sử dụng trong ngành thép làm chất khử oxy. Trong quá trình sản xuất thép, để loại bỏ các tạp chất có hại như carbon và lưu huỳnh khỏi sắt nóng chảy, oxy được đưa vào thông qua các phương pháp như thổi oxy hoặc bổ sung chất oxy hóa. Nói chung, mục đích của việc thổi oxy là oxy hóa các nguyên tố như carbon, silicon, mangan, phốt pho và lưu huỳnh trong sắt nóng chảy, tạo thành khí hoặc các oxit có nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Điều này làm giảm tác động bất lợi của năm nguyên tố này đối với thành phần thép và tận dụng nhiệt thoát ra trong quá trình oxy hóa để tăng nhiệt độ của sắt nóng chảy. Tuy nhiên, quá trình này làm tăng dần hàm lượng oxy trong thép, chủ yếu ở dạng FeO. Việc không loại bỏ được oxy khỏi thép sẽ ảnh hưởng xấu đến tính chất cơ học của phôi thép đúc.
Hơn nữa, bản thân oxy cũng gây ra một số hạn chế trong sản xuất thép:
- Oxy là một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng xốp khí trong các bộ phận thép đúc. Trong quá trình hóa rắn thép, độ hòa tan của oxy giảm đáng kể khi nhiệt độ giảm, khiến oxy giải phóng phản ứng với carbon trong thép, tạo ra bọt khí CO có thể tạo thành lỗ rỗng nếu bị mắc kẹt trong thép.
- Hàm lượng oxy quá mức trong thép nóng chảy làm trầm trọng thêm xu hướng nứt nóng trong thép đúc. Điều này là do FeO tạo thành eutectic (FeO·FeS) với FeS khi chúng gặp nhau, có điểm nóng chảy thấp (940 độ) và có xu hướng phân bố dưới dạng màng mỏng dọc theo ranh giới hạt, do đó thúc đẩy nứt nóng.
- Oxy cũng là nguyên tố chính góp phần hình thành các tạp chất phi kim loại. Nó có thể phản ứng với nhiều nguyên tố khác nhau để tạo thành các tạp chất oxit mà nếu được giữ lại trong thép sẽ làm giảm hiệu suất của thép.
Để giảm thiểu những vấn đề này, việc khử oxy là điều cần thiết sau khi loại bỏ tạp chất khỏi sắt nóng chảy. Các chất khử oxy thường bao gồm các hợp kim sắt có chứa các nguyên tố như silicon, mangan, nhôm và canxi, được chọn vì chúng có ái lực mạnh với oxy. Trong quá trình sản xuất thép, ferrosilicon được sử dụng trong ngành thép như một chất khử oxy quan trọng do nó có ái lực mạnh với oxy. Khi sắt silic được thêm vào trong quá trình luyện thép, phản ứng khử oxy sau đây sẽ xảy ra:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
Silica được tạo ra sau khi khử oxy nhẹ hơn thép nóng chảy và nổi trên bề mặt, đi vào xỉ và loại bỏ oxy khỏi thép một cách hiệu quả. Quá trình này giúp tăng cường đáng kể độ bền, độ cứng và độ đàn hồi của thép, cải thiện tính chất từ của nó và giảm tổn thất trễ trong thép biến áp.
Trong thực tế, có hai phương pháp chính để khử oxy hóa thép nóng chảy:
- Khử oxy khuếch tán sử dụng đặc tính khuếch tán của oxy trong thép nóng chảy, trong đó các chất khử oxy dạng bột như bột carbon,bột ferrosilicon, bột silicon canxi,bột nhôm và bột cacbua canxi được rải trên bề mặt xỉ trong giai đoạn tinh chế. Phương pháp này làm giảm hàm lượng oxy trong xỉ và phá vỡ sự cân bằng độ hòa tan oxy giữa xỉ và thép nóng chảy, tạo điều kiện cho oxy khuếch tán từ thép nóng chảy sang xỉ.
- Quá trình khử oxy kết tủa liên quan đến việc thêm trực tiếp các chất khử oxy dạng chunky nhưkhối ferrosiliconthành thép nóng chảy, tại đó chúng phản ứng với FeO tạo thành kết tủa. Thời gian hình thành sản phẩm khử oxy được chia thành loại chính (được hình thành ngay khi thêm chất khử oxy vào lò hoặc muôi), thứ cấp (được hình thành trong thép đã được khử oxy trước khi nguội đến dòng chất lỏng) và cấp ba (được hình thành trong quá trình hóa rắn giữa chất lỏng và chất rắn). dòng).
Các sản phẩm khử oxy này cùng nhau nâng cao chất lượng và hiệu suất của thép.
