U procesu deoksidaciješljakaU izradi čelika, silikonski element u njemu kemijski reagira s kisikom u rastopljenom čeliku kako bi se postigla deoksidacija. Istodobno, druge komponente u silicijskoj šljaci mogu također sudjelovati u nekim pomoćnim reakcijama. Specifični mehanizam kemijske reakcije je sljedeći:
1. Reakcija deoksidacije silicija:
Silikonska šljaka sadrži određenu količinu elementarnih silicija (SI). U okruženju visoke temperature čelika (uglavnom oko 1500 stupnjeva - 1600 stupnjeva), silicij ima snažan afinitet s kisikom (O) u rastaljenom čeliku, a pojavit će se reakcija redoks. Njegova glavna jednadžba kemijske reakcije je: Si +2 [o]=SiO2 (Napomena: [o] predstavlja kisik otopljen u rastaljenom čeliku u atomskom stanju). Generirani silicijski dioksid (SiO2) ima manju gustoću od rastaljenog čelika i lebdjet će na površinu rastaljenog čelika u obliku šljake, uklanjajući na taj način kisik iz rastaljenog čelika i postižući svrhudeoksidacija. Ova je reakcija glavni mehanizam deoksidacije silikonske šljake. Konzumira kisik u rastopljenom čeliku, smanjuje sadržaj kisika u čeliku, smanjuje oštećenja poput pora i labavosti uzrokovane prisutnošću kisika i poboljšava kvalitetu čelika.
2. Reakcija silicija s drugim elementima:
U procesu izrade čelika, rastaljeni čelik sadrži neke druge elemente osim kisika, a silicij u silicijskoj šljaci može reagirati s tim elementima. Na primjer, silicij može reagirati s manganom (MN) u čeliku da se formiramangan silicijSpojevi. Iako ovo nije glavna reakcija deoksidacije silicija, ova će reakcija utjecati na oblik distribucije i postojanja elemenata u čeliku i na taj način imati određeni utjecaj na performanse čelika. U nekim slučajevima, odgovarajuća količina silikonsko-manganskog spojeva može poboljšati čvrstoću i žilavost čelika.
3. Reakcije drugih komponenti u silikonskoj šljaci:
Uloga aluminija
Ako silikonska šljaka sadrži određenu količinu aluminija (AL), aluminij je također jak deoksidizer. Pri visokim temperaturama aluminij će preferirano reagirati s kisikom u rastopljenom čeliku da bi nastao aluminijski oksid (Al2 O3), a jednadžba reakcije je: 4AL +3 [o] =2 AL2 O3. Glina će također formirati šljaku koja pluta i igra ulogu u deoksidaciji. Istodobno, glinica također može reagirati s drugim komponentama poput silicijevog dioksida kako bi se stvorila složena aluminosilikatna šljaka, poboljšala svojstva šljake, poput tališta, fluidnosti itd., I olakšati odvajanje šljake od rastaljenog čelika.
Utjecaj kalcija
Kad silicijska šljaka sadrži elemente kalcija (CA), kalcij će također sudjelovati u nekim reakcijama tijekom postupka izrade čelika. Kalcij može reagirati sa sumporom (S) u rastopljenom čeliku kako bi nastao kalcijev sulfid (CAS), smanjujući na taj način sadržaj sumpora u čeliku i igrajući ulogu u desulfurizaciji. Pored toga, kalcij također može reagirati sa silicijumom, glininom itd. Da bi se stvorio spojevi poput kalcijevog aluminijskog silikata s niskim točkama taljenja, dodatno poboljšavajući svojstva šljake, promičući odvajanje šljake od rastaljenog čelika i poboljšati čistoću čelika.
Uloga željeza
Silikonska šljaka sadrži određenu količinu željeza (Fe). Željezo uglavnom postoji kao sastavni element čelika tijekom postupka izrade čelika, ali može sudjelovati i u nekim redoks reakcijama. Na primjer, u nekim slučajevima, željezni oksidi mogu reagirati sa silicijumom i biti svedeni na elementarno željezo, utječući na efekt deoksidacije silicija i ravnotežu elemenata u čeliku.
Tijekom procesa deoksidacije čelika, silikonska šljaka postiže deoksidaciju i desulfurizaciju rastopljenog čelika reakcijom deoksidacije silicija i sinergističkim učinkom drugih komponenti u silicijskoj šljaci (poput aluminija, kalcija itd.), I ima važan utjecaj na sastav i performanse čelika. Ove kemijske reakcije su međusobno povezane i utječu jedna na drugu i zajedno određuju učinak i ulogu silikonske šljake u deoksidaciji čelika.
