חומרי סגסוגת כגון פרוסיליקון, סיליקומנגן ופרומנגן יכולים לשמש כמסירי חמצון כדי לסלק עודפי מולקולות חמצן בפלדה מותכת.
אבל כשזה מגיע למי מהן הכי טוב, קשה לענות על השאלה.
תהליך הסרת החמצון, אם לומר זאת בצורה בוטה, הוא להשתמש בכמה חומרי סגסוגת שקל להגיב עם מולקולות חמצן כדי ליצור תחמוצות שקל לזרז או בעלות נקודת התכה גבוהה יותר, ובכך להפחית את תכולת מולקולות החמצן בפלדה המותכת.
דה-אוקסידציה דורשת תוספת של אלמנטים שמתחברים עם חמצן ומוסרים בקלות מהפלדה המותכת לתוך הסיגים. על פי חוזק הקישור של יסודות שונים בפלדה מותכת לחמצן, הסדר מחלש לחזק הוא כדלקמן: כרום, מנגן, פחמן, סיליקון, ונדיום, טיטניום, בורון, אלומיניום, זירקוניום וסידן. לכן, סגסוגות ברזל המורכבות מסיליקון, מנגן, אלומיניום וסידן משמשות בדרך כלל לסילוק חמצון לייצור פלדה.
בואו נסתכל על האופן שבו מסיר חמצון נפוצים משחררים
בשל הזיקה החזקה בין סיליקון וחמצן, כאשר מוסיפים פרוסיליקון לייצור פלדה, מתרחשת תגובת ההתחמצנות הבאה:
2FeO+Si=2Fe+SiO₂
סיליקה היא תוצר של דה-אוקסידציה. זה קל יותר מפלדה מותכת. הוא צף על פני הפלדה ונכנס לתוך הסיגים, ובכך מסיר את החמצן שבפלדה. זה יכול לשפר משמעותית את החוזק, הקשיות והאלסטיות של הפלדה, להגביר את החדירות המגנטית של הפלדה ולהפחית את הטמפרטורה של השנאי. אובדן היסטרזיס בפלדה.
החמצן בפלדה מותכת הוא למעשה FeO, אשר נוצר על ידי התגובה בין Fe אדום לוהט וחמצן טהור בטמפרטורות גבוהות.
לאחר הוספת סגסוגת סיליקון-מנגן לפלדה המותכת, Si + 2FeO=SiO2 + 2Fe Mn + 2FeO=MnO2 + 2Fe
SiO2 ו-MnO2 שנוצרו מגיבים עם CaO ליצירת סיגים ומוסרים, ובכך משיגים את מטרת הסרת החמצון.
בנוסף, להוספת סגסוגת סיליקון-מנגן יש גם השפעה של התאמת הרכב הפלדה, כלומר התאמת תכולת הסיליקון והמנגן בפלדה.
לסיליקון ולמנגן בסגסוגות סיליקומנגן יש זיקה חזקה לחמצן. כאשר נעשה שימוש בסגסוגות סיליקומנגן בייצור פלדה, מוצרי הסרת החמצון MnSiO3 ו-MnSiO4 המיוצרים נמסים ב-1270 מעלות ו-1327 מעלות בהתאמה. יש להם נקודות התכה נמוכות, חלקיקים גדולים וקל לצוף. , אפקט חימצון טוב ויתרונות אחרים.
באותם תנאים, שימוש במנגן או סיליקון בלבד לצורך ניקוי חמצון, שיעורי אובדן השריפה הם 46% ו-37% בהתאמה, בעוד ששימוש בסגסוגת סיליקון-מנגן לניקוי חמצון, שיעור אובדן השריפה הוא 29%.
מנגן הוא מתכת פעילה ביותר, ותכונותיו הכימיות פעילות יותר מברזל. כאשר מנגן מתווסף לפלדה מותכת, הוא יכול להגיב עם FeO ליצירת סיגים תחמוצתיים שאינם מסיסים בפלדה המותכת, צף על פני הפלדה המותכת, ומפחית את תכולת החמצן בפלדה. FeO+Mn→Fe+MnO יש לומר כי יכולת הסרת החמצון של מנגן בפלדה מותכת נמוכה יחסית לחלק מהאלמנטים האחרים (כגון סידן, אלומיניום, סיליקון), אך מכיוון שקל לייצר אותו והמחיר נמוך יחסית , הוא עדיין פופולרי בקרב חברות פלדה. במיוחד לייצור פלדה רותחת, השימוש בסגסוגת פרומנגן לניקוי חמצון הוא מסיר חמצון אידיאלי. מכיוון שיכולת הסרת החמצון של המנגן חלשה, סגסוגת הפרומנגן יכולה להתאים את תכולת החמצן של פלדה מבלי לרוקן אותה. יותר מדי להרתיח. במקביל, נוכחות של מנגן יכולה גם לשפר את יכולת ההתחמצנות של סיליקון ואלומיניום, מכיוון שתוצר ההתחמצנות MnO ותחמוצות אחרות (כגון Si02) עלולות ליצור תרכובות בנקודת התכה נמוכה, שמועילות להיפטר מהפלדה המותכת. .
למרות שעקרונות הסרת החמצון של שלושת מסיר החמצון לעיל לייצור פלדה הם בערך זהים, בשל הרכבים ותכולות שונות של סגסוגת, התוכן של כמה אלמנטים מועילים בפלדה המותכת שונה, דבר שניתן להבין גם מכיוון שהפלדה המיוצרת שונה ויש לה שונה. נכסים.
לכן, לדעתי האישית, אני לא יכול פשוט לדעת איזה מסיר חמצון עדיף, אלא להחליט איזה מסיר חמצון מתאים יותר על סמך תכונות הפלדה המיוצרת.
