Феросиліцій використовується в металургійній промисловості як розкислювач

Феросиліцій використовується в сталеливарній промисловості як розкислювач. У процесі виробництва сталі для видалення шкідливих домішок, таких як вуглець і сірка, з розплавленого чавуну вводиться кисень за допомогою таких методів, як продування киснем або додавання окислювачів. Загалом, мета продування киснем полягає в окисленні таких елементів, як вуглець, кремній, марганець, фосфор і сірка в розплавленому залізі, утворюючи гази або оксиди з вищою температурою плавлення. Це зменшує негативний вплив цих п’яти елементів на склад сталі та використовує тепло, що виділяється під час окислення, для підвищення температури розплавленого чавуну. Однак цей процес поступово збільшує вміст кисню в сталі, переважно у формі FeO. Неможливість видалення кисню зі сталі негативно впливає на механічні властивості литих сталевих заготовок.

Крім того, сам кисень створює кілька недоліків у виробництві сталі:

1. Кисень є однією з основних причин газової пористості в литих сталевих деталях. Під час затвердіння сталі розчинність кисню значно зменшується зі зниженням температури, внаслідок чого вивільнений кисень реагує з вуглецем у сталі, утворюючи бульбашки CO, які можуть утворювати пори, якщо потрапити в сталь.

1. Надмірний вміст кисню в розплавленій сталі посилює тенденцію до гарячого розтріскування литої сталі. Це тому, що FeO утворює евтектику (FeO·FeS) з FeS, коли вони зустрічаються, яка має низьку температуру плавлення (940 градусів) і має тенденцію розподілятися у вигляді тонкої плівки вздовж меж зерен, тим самим сприяючи гарячому розтріскуванню.
2. Кисень також є основним елементом, що сприяє утворенню неметалічних включень. Він може вступати в реакцію з різними елементами з утворенням оксидних включень, які, якщо залишаються в сталі, знижують її продуктивність.

Щоб пом’якшити ці проблеми, необхідно розкислення після видалення домішок із розплавленого заліза. Розкислювачі зазвичай включають сплави заліза, що містять такі елементи, як кремній, марганець, алюміній і кальцій, вибрані через їх сильну спорідненість з киснем. У процесі виробництва сталі феросиліцій використовується в металургійній промисловості як важливий розкислювач через його сильну спорідненість з киснем. При додаванні кремнієвого чавуну під час виробництва сталі відбувається наступна реакція розкислення:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
Кремнезем, утворений після розкислення, легший за розплавлену сталь і плаває на поверхні, потрапляючи в шлак і ефективно видаляючи кисень зі сталі. Цей процес значно підвищує міцність, твердість і пружність сталі, покращує її магнітні властивості, зменшує втрати на гістерезис у трансформаторній сталі.

На практиці існує два основних способи розкислення розплавленої сталі:

1. Дифузійне розкислення використовує дифузійну поведінку кисню в розплавленій сталі, де порошкоподібні розкислювачі, такі як вуглецевий порошок,феросиліцієвий порошок, порошок кремнію кальцію,алюмінієвий порошок і порошок карбіду кальцію поширюються на поверхню шлаку під час періоду відновлення рафінування. Цей метод знижує вміст кисню в шлаку та порушує баланс розчинності кисню між шлаком і розплавленою сталлю, полегшуючи дифузію кисню з розплавленої сталі в шлак.
2. Опадове розкислення передбачає безпосереднє додавання дрібних розкислювачів, таких якферосиліцієві блокив розплавлену сталь, де вони реагують з FeO, випадаючи в осад. Час утворення продуктів розкислення поділяє їх на первинні (утворюються відразу після додавання розкислювачів у піч або ковш), вторинні (утворюються у вже розкисленій сталі до того, як вона охолоне до лінії ліквідусу) і третинні (утворюються під час затвердіння між ліквідусом і солідусом). лінії).

Ці продукти розкислення разом підвищують якість та продуктивність сталі.