ในอุตสาหกรรมการหล่อโลหะและเหล็กกล้าการทำเหล็ก deoxidation เป็นกระบวนการที่สำคัญที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในบรรดา deoxidizers หลายคนซิลิกอนคาร์ไบด์ (SIC)และFerro Siliconมีการใช้กันอย่างแพร่หลายสองอย่าง
ซิลิกอนคาร์ไบด์และเฟอร์โรซิลิกอนดีซิไดเซอร์คืออะไร?
ซิลิคอนคาร์ไบด์ดีซิไดเซอร์
ซิลิกอนคาร์ไบด์ดีซิไดเซอร์ประกอบด้วย SIC เป็นหลัก (โดยทั่วไปคือความบริสุทธิ์ 60-80%) โดยมีซิลิคอนฟรีคาร์บอนและสิ่งสกปรกติดตามจำนวนเล็กน้อย กลไก deoxidation ของมันคือ: sic + 2 o →sio₂ + c, ปล่อยซิลิกอนและคาร์บอนในระหว่างกระบวนการนี้เพื่อ deoxidize
Ferrosilicon deoxidizer
Ferrosilicon เป็นโลหะผสมของเหล็กและซิลิกอน (โดยทั่วไปคือ 70-85% ซิลิกอน) ที่ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับออกซิเจนผ่านปฏิกิริยา Si + 2 o →Sio₂ สิ่งนี้ให้ซิลิคอนบริสุทธิ์โดยไม่ต้องแนะนำคาร์บอนเพิ่มเติม
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพที่สำคัญ
1. ความเร็วและความแข็งแรงของ deoxidation
Ferro Silicon:เนื่องจากมีปริมาณซิลิกอนฟรีสูงจึงทำปฏิกิริยาโดยตรงกับออกซิเจนส่งผลให้เกิด deoxidation ได้เร็วขึ้น สิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้ deoxidation อย่างรวดเร็วเช่นการผลิตเหล็กอ่อน
ซิลิกอนคาร์ไบด์:เนื่องจาก SIC จะต้องสลายตัวก่อนที่จะปล่อยซิลิกอนจึงทำให้ deoxidizes ช้ากว่า ปฏิกิริยาที่ช้าลงนี้จะช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่มีการแปลมากเกินไปและลดความเสี่ยงของการรวมตะกรัน
2. ผลกระทบต่อองค์ประกอบการหลอมละลาย
Ferro Silicon:เพิ่มซิลิกอนลงในการละลายเท่านั้นทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ไวต่อปริมาณคาร์บอนเช่นเหล็กอ่อนและเหล็กกล้าอัลลอยด์บางชนิด
ซิลิกอนคาร์ไบด์:การแนะนำซิลิกอนและคาร์บอนพร้อมกันช่วยรักษาปริมาณคาร์บอนในการผลิตเหล็กหล่อ (เช่นเหล็กสีเทาและเหล็กดัด) ลดความจำเป็นในการรับการฟื้นฟูเพิ่มเติม
3. การก่อตัวของตะกรันและการกำจัด
Ferro Silicon:มีแนวโน้มที่จะสร้างอนุภาคSiO₂ที่ละเอียดกว่าซึ่งอาจต้องใช้ความปั่นป่วนอย่างละเอียดมากขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าการลอยและการกำจัดอย่างสมบูรณ์ ซิลิกอนคาร์ไบด์:สร้างการรวมsio₂ coarser ทำให้ง่ายต่อการแยกออกจากการละลายซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการรวมไมโครในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ไหนดีกว่ากัน?
ประสิทธิผลของ deoxidation ของซิลิกอนคาร์ไบด์เทียบกับ ferrosilicon ไม่สามารถกำหนดได้อย่างง่ายๆว่า "ซึ่งดีกว่า" แต่ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเฉพาะ (เช่นประเภทละลายความไวของคาร์บอนและข้อกำหนดของกระบวนการ) แต่ละคนมีลักษณะ deoxidation ที่แตกต่างกันของตัวเอง:
1. ในแง่ของความสามารถและความเร็วของ deoxidation: FESI นั้นตรงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ซิลิคอนในโลหะผสมซิลิคอนเฟอร์โร (เช่น75% ferrosiliconมีซิลิคอน 70% -80%) เป็นซิลิกอนธาตุหรือโลหะผสมเหล็ก-ซิลิกอน มันทำปฏิกิริยาโดยตรงกับออกซิเจนในการละลาย (Si + 2 O →Sio₂) ส่งผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้นและความสามารถในการลดความเป็น deoxidation ที่แข็งแกร่งกว่า (ซิลิกอนมีลำดับความสำคัญ deoxidation สูงกว่าคาร์บอน) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ไวต่อคาร์บอน (เช่นคาร์บอนต่ำและคาร์บอนต่ำพิเศษคาร์บอน), ferrosilicon ไม่ได้แนะนำคาร์บอนเพิ่มเติมสามารถลดปริมาณออกซิเจนได้อย่างรวดเร็วลดการรวมออกไซด์และให้ประสิทธิภาพการกำจัดออกซิเดชั่นที่ควบคุมได้มากขึ้น
2. จากมุมมองของความเสถียรของ deoxidation และผลกระทบต่อการละลาย: โลหะผสมซิลิคอนคาร์ไบด์นั้นอ่อนโยนและเหมาะสำหรับสถานการณ์เฉพาะ
SIC (ซิลิกอนคาร์ไบด์) มีพันธะแน่นกับคาร์บอนต้องมีการสลายตัว (SIC + O₂→SIO₂ + CO) ในระหว่างการ deoxidation ปฏิกิริยานี้ค่อนข้างช้าและอ่อนโยนป้องกัน "การดูดซึมมากเกินไป" ที่เกิดจากความเข้มข้นของซิลิคอนในท้องถิ่นมากเกินไป (ป้องกันการก่อตัวของการรวมSio₂จำนวนมากที่ยากต่อการลอย)
ในเหล็กหล่อ (เหล็กสีเทาและเหล็กดัด) ซิลิคอนคาร์ไบด์มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ:
การแนะนำของคาร์บอนในระหว่าง deoxidation เติมเต็มการสูญเสียคาร์บอนในระหว่างการหลอมทำให้ "การพร่องคาร์บอน" ในเหล็กหลอมเหลว
ฟองสบู่Sio₂และ Co ที่สร้างขึ้นทำให้เกิดเหล็กหลอมเหลวส่งเสริมการลอยตัวของการรวม นอกจากนี้การปรากฏตัวของคาร์บอนจะปรับเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของกราไฟท์ได้รับทั้ง deoxidation และเอฟเฟกต์การฉีดวัคซีน
สำหรับการใช้งานที่ไวต่อคาร์บอนเช่นเหล็กหล่อและโลหะผสมคาร์บอนต่ำ Ferrosilicon ให้บริการ deoxidation ที่เหนือกว่า (ประสิทธิภาพสูงและไม่มีสัญญาณรบกวนคาร์บอน)
สำหรับการใช้งานที่ทนคาร์บอนเช่นเหล็กหล่อและโลหะผสมคาร์บอนสูงซิลิคอนคาร์ไบด์นำเสนอวิธีการ deoxidation ที่อ่อนโยนและมีเสถียรภาพมากขึ้น
