Υλικά κραμάτων όπως το σιδηροπυρίτιο, το πυρικομαγγάνιο και το σιδηρομαγγάνιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποοξειδωτές για την εξάλειψη της περίσσειας μορίων οξυγόνου στον τηγμένο χάλυβα.
Αλλά όταν πρόκειται για το ποιο είναι το καλύτερο, το ερώτημα είναι δύσκολο να απαντηθεί.
Η διαδικασία αποξείδωσης, για να το θέσω ωμά, είναι η χρήση ορισμένων υλικών κραμάτων που αντιδρούν εύκολα με μόρια οξυγόνου για τη δημιουργία οξειδίων που είναι εύκολο να καθιζάνουν ή έχουν υψηλότερο σημείο τήξης, μειώνοντας έτσι την περιεκτικότητα σε μόρια οξυγόνου στον τηγμένο χάλυβα.
Η αποξείδωση απαιτεί την προσθήκη στοιχείων που συνδυάζονται με οξυγόνο και απομακρύνονται εύκολα από τον λιωμένο χάλυβα στη σκωρία. Σύμφωνα με την ισχύ πρόσδεσης διαφόρων στοιχείων του τηγμένου χάλυβα με το οξυγόνο, η σειρά από ασθενές σε ισχυρό είναι η εξής: χρώμιο, μαγγάνιο, άνθρακας, πυρίτιο, βανάδιο, τιτάνιο, βόριο, αλουμίνιο, ζιρκόνιο και ασβέστιο. Ως εκ τούτου, τα κράματα σιδήρου που αποτελούνται από πυρίτιο, μαγγάνιο, αλουμίνιο και ασβέστιο χρησιμοποιούνται συνήθως για την αποξείδωση της παραγωγής χάλυβα.
Ας ρίξουμε μια ματιά στο πώς αποοξειδώνονται τα κοινά αποοξειδωτικά
Λόγω της ισχυρής συγγένειας μεταξύ πυριτίου και οξυγόνου, όταν προστίθεται σιδηροπυρίτιο στη χαλυβουργία, εμφανίζεται η ακόλουθη αντίδραση αποξείδωσης:
2FeO+Si=2Fe+SiO2
Το πυρίτιο είναι προϊόν αποξείδωσης. Είναι ελαφρύτερο από τον λιωμένο χάλυβα. Επιπλέει στην επιφάνεια του χάλυβα και εισέρχεται στη σκωρία, αφαιρώντας έτσι το οξυγόνο στον χάλυβα. Μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή, τη σκληρότητα και την ελαστικότητα του χάλυβα, να αυξήσει τη μαγνητική διαπερατότητα του χάλυβα και να μειώσει τη θερμοκρασία του μετασχηματιστή. Απώλεια υστέρησης στον χάλυβα.
Το οξυγόνο στον τετηγμένο χάλυβα είναι στην πραγματικότητα FeO, το οποίο παράγεται από την αντίδραση μεταξύ του θερμού Fe και του καθαρού οξυγόνου σε υψηλές θερμοκρασίες.
Μετά την προσθήκη κράματος πυριτίου-μαγγανίου στον τετηγμένο χάλυβα, Si + 2FeO=SiO2 + 2Fe Mn + 2FeO=MnO2 + 2Fe
Τα παραγόμενα SiO2 και MnO2 αντιδρούν με το CaO σχηματίζοντας σκωρία και απομακρύνονται, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό της αποξείδωσης.
Επιπλέον, η προσθήκη κράματος πυριτίου-μαγγανίου έχει επίσης ως αποτέλεσμα τη ρύθμιση της σύνθεσης του χάλυβα, δηλαδή τη ρύθμιση της περιεκτικότητας σε πυρίτιο και μαγγάνιο στον χάλυβα.
Το πυρίτιο και το μαγγάνιο σε κράματα πυρικομαγγανίου έχουν ισχυρή συγγένεια με το οξυγόνο. Όταν χρησιμοποιούνται κράματα πυριτίου μαγγανίου στη χαλυβουργία, τα προϊόντα αποξείδωσης MnSiO3 και MnSiO4 παρήγαγαν τήγμα στους 1270 βαθμούς και 1327 βαθμούς αντίστοιχα. Έχουν χαμηλά σημεία τήξης, μεγάλα σωματίδια και είναι εύκολο να επιπλέουν. , καλό αποτέλεσμα αποξείδωσης και άλλα πλεονεκτήματα.
Υπό τις ίδιες συνθήκες, χρησιμοποιώντας μόνο μαγγάνιο ή πυρίτιο για αποξείδωση, τα ποσοστά απώλειας καύσης είναι 46% και 37% αντίστοιχα, ενώ με χρήση κράματος πυριτίου-μαγγανίου για αποξείδωση, ο ρυθμός απώλειας καύσης είναι 29%.
Το μαγγάνιο είναι ένα πολύ δραστικό μέταλλο και οι χημικές του ιδιότητες είναι πιο δραστικές από τον σίδηρο. Όταν προστίθεται μαγγάνιο στον τετηγμένο χάλυβα, μπορεί να αντιδράσει με το FeO για να σχηματίσει σκωρία οξειδίου που είναι αδιάλυτο στον τετηγμένο χάλυβα, που επιπλέει στην επιφάνεια του τηγμένου χάλυβα, μειώνοντας την περιεκτικότητα του χάλυβα σε οξυγόνο. FeO+Mn→Fe+MnO Η αποοξειδωτική ικανότητα του μαγγανίου στον τετηγμένο χάλυβα πρέπει να ειπωθεί ότι είναι σχετικά χαμηλή σε σύγκριση με ορισμένα άλλα στοιχεία (όπως ασβέστιο, αλουμίνιο, πυρίτιο), αλλά επειδή είναι εύκολο να παραχθεί και η τιμή είναι σχετικά χαμηλή , εξακολουθεί να είναι δημοφιλές μεταξύ των εταιρειών χάλυβα. Ειδικά για την κατασκευή βρασμένου χάλυβα, η χρήση κράματος σιδηρομαγγανίου για αποξείδωση είναι ιδανικός αποοξειδωτικός παράγοντας. Επειδή η αποοξειδωτική ικανότητα του μαγγανίου είναι ασθενής, το κράμα σιδηρομαγγανίου μπορεί να προσαρμόσει την περιεκτικότητα του χάλυβα σε οξυγόνο χωρίς να το αποοξειδώσει. Πάρα πολύ για να βράσει. Ταυτόχρονα, η παρουσία μαγγανίου μπορεί επίσης να ενισχύσει την ικανότητα αποξείδωσης του πυριτίου και του αλουμινίου, επειδή το προϊόν αποξείδωσης MnO και άλλα οξείδια (όπως το Si02) μπορούν να σχηματίσουν ενώσεις χαμηλού σημείου τήξης, οι οποίες είναι ευεργετικές να εξαλειφθούν από τον τετηγμένο χάλυβα. .
Αν και οι αρχές αποξείδωσης των παραπάνω τριών αποοξειδωτών χαλυβουργίας είναι περίπου οι ίδιες, λόγω των διαφορετικών συνθέσεων και περιεχομένων κραμάτων, τα περιεχόμενα ορισμένων ωφέλιμων στοιχείων στον τηγμένο χάλυβα είναι διαφορετικά, κάτι που μπορεί επίσης να γίνει κατανοητό ότι ο παραγόμενος χάλυβας είναι διαφορετικός και έχει διαφορετικό ιδιότητες.
Επομένως, κατά την προσωπική μου γνώμη, δεν μπορώ απλώς να πω ποιος αποοξειδωτικός παράγοντας είναι καλύτερος, αλλά μάλλον να αποφασίσω ποιος αποοξειδωτικός παράγοντας είναι καταλληλότερος με βάση τις ιδιότητες του χάλυβα που κατασκευάζεται.
