Il ferrosilicio è utilizzato nell'industria siderurgica come disossidante

Il ferrosilicio è utilizzato nell'industria siderurgica come disossidante. Durante il processo di produzione dell'acciaio, per rimuovere impurità nocive come carbonio e zolfo dal ferro fuso, l'ossigeno viene introdotto attraverso metodi come l'insufflazione di ossigeno o l'aggiunta di ossidanti. In generale, lo scopo dell'insufflaggio di ossigeno è quello di ossidare elementi come carbonio, silicio, manganese, fosforo e zolfo nel ferro fuso, formando gas o ossidi con punto di fusione più elevato. Ciò riduce gli effetti negativi di questi cinque elementi sulla composizione dell'acciaio e utilizza il calore rilasciato durante l'ossidazione per aumentare la temperatura del ferro fuso. Tuttavia, questo processo aumenta gradualmente il contenuto di ossigeno nell'acciaio, prevalentemente sotto forma di FeO. La mancata rimozione dell'ossigeno dall'acciaio influisce negativamente sulle proprietà meccaniche delle billette di acciaio fuso.

Inoltre, l’ossigeno stesso presenta diversi inconvenienti nella produzione dell’acciaio:

1. L'ossigeno è una delle principali cause della porosità da gas nelle parti in acciaio fuso. Durante la solidificazione dell'acciaio, la solubilità dell'ossigeno diminuisce significativamente al diminuire della temperatura, facendo reagire l'ossigeno rilasciato con il carbonio presente nell'acciaio, producendo bolle di CO che possono formare pori se intrappolate all'interno dell'acciaio.

1. Un contenuto eccessivo di ossigeno nell'acciaio fuso aggrava la tendenza alla criccatura a caldo nell'acciaio fuso. Questo perché FeO forma eutettico (FeO·FeS) con FeS quando si incontrano, che ha un basso punto di fusione (940 gradi ) e tende a distribuirsi come una pellicola sottile lungo i bordi dei grani, favorendo così il cracking a caldo.
2. L'ossigeno è anche un elemento importante che contribuisce alla formazione di inclusioni non metalliche. Può reagire con diversi elementi formando inclusioni di ossidi che, se trattenuti nell'acciaio, ne riducono le prestazioni.

Per mitigare questi problemi, la disossidazione è essenziale dopo aver rimosso le impurità dal ferro fuso. I disossidanti includono tipicamente leghe di ferro contenenti elementi come silicio, manganese, alluminio e calcio, scelti per la loro forte affinità con l'ossigeno. Durante il processo di produzione dell'acciaio, il ferrosilicio viene utilizzato nell'industria siderurgica come disossidante fondamentale grazie alla sua forte affinità con l'ossigeno. Quando viene aggiunto ferro silicio durante la produzione dell'acciaio, si verifica la seguente reazione di disossidazione:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
La silice prodotta dopo la disossidazione è più leggera dell'acciaio fuso e galleggia sulla superficie, entrando nelle scorie e rimuovendo efficacemente l'ossigeno dall'acciaio. Questo processo aumenta significativamente la resistenza, la durezza e l'elasticità dell'acciaio, ne migliora le proprietà magnetiche e riduce le perdite per isteresi nell'acciaio del trasformatore.

In pratica, esistono due metodi principali per disossidare l'acciaio fuso:

1. La disossidazione per diffusione utilizza il comportamento di diffusione dell'ossigeno nell'acciaio fuso, dove i disossidanti in polvere come la polvere di carbonio,polvere di ferrosilicio, polvere di calcio e silicio,polvere di alluminio e polvere di carburo di calcio vengono sparse sulla superficie delle scorie durante il periodo di riduzione della raffinazione. Questo metodo riduce il contenuto di ossigeno nelle scorie e interrompe l'equilibrio della solubilità dell'ossigeno tra scorie e acciaio fuso, facilitando la diffusione dell'ossigeno dall'acciaio fuso alle scorie.
2. La disossidazione delle precipitazioni comporta l'aggiunta diretta di disossidanti grossi comeblocchi di ferrosilicionell'acciaio fuso, dove reagiscono con FeO per precipitare. I tempi di formazione dei prodotti di disossidazione li classificano in primari (formati immediatamente dopo l'aggiunta di disossidanti nel forno o nella siviera), secondari (formati nell'acciaio già disossidato prima che si raffreddi nella linea del liquidus) e terziari (formati durante la solidificazione tra liquidus e solidus). linee).

Questi prodotti di disossidazione migliorano collettivamente la qualità e le prestazioni dell'acciaio.