Trong quá trình sản xuất khử oxy hóa thép thực tế, ferrosilicon thường không được sử dụng một mình mà được kết hợp với các chất khử oxy khác như sắt mangan và nhôm theo yêu cầu của loại thép, kiểm soát chi phí và đặc tính quy trình để tạo thành hệ thống khử oxy tổng hợp, nhằm đạt được hiệu quả khử oxy tốt nhất, kiểm soát chi phí hợp lý và nâng cao chất lượng thép.
**1. Sắt silicon+sắt mangan: sự kết hợp khử oxy tổng hợp cổ điển**
Sự kết hợp này thường được gọi là "khử oxy mangan silic" hoặc "khử oxy kết tủa". Sắt silic (chất khử oxy mạnh) và sắt mangan (chất khử oxy yếu) được thêm vào theo một tỷ lệ nhất định (thường là Mn/Si ≈ 3-5) theo tuần tự hoặc đồng thời, thường theo thứ tự "mangan trước, silicon sau". Lợi thế hợp tác của nó nằm ở:
-Hình thành các sản phẩm khử oxy tổng hợp có điểm nóng chảy thấp: Quá trình khử oxy hóa silicon tạo ra điểm nóng chảy cao SiO ₂ (1713 ° C), quá trình khử oxy mangan tạo ra điểm nóng chảy cao MnO (1785 ° C), nhưng sự kết hợp của cả hai có thể tạo thành mangan silicat (MnO · SiO ₂) với nhiệt độ nóng chảy khoảng 1270 ° C. Sản phẩm lỏng này dễ trùng hợp và nổi và được xỉ hấp thụ, làm giảm đáng kể các tạp chất rắn trong thép và cải thiện độ sạch của thép nóng chảy.
-Nâng cao hiệu quả khử oxy: Việc tạo ra các sản phẩm composite làm giảm hoạt động của các sản phẩm khử oxy riêng lẻ, thúc đẩy phản ứng khử oxy triệt để hơn.
-Tối ưu hóa chi phí: Giá thành sắt mangan thường thấp hơn sắt silicon, tỷ lệ hợp lý có thể giảm chi phí khử oxy mà vẫn đảm bảo hiệu quả. Quá trình này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép cacbon thông thường và thép hợp kim thấp.
**2. Sắt silicon+nhôm: khử oxy sâu và thích ứng với các loại thép chất lượng cao**
Nhôm có khả năng khử oxy mạnh hơn silicon và chủ yếu có hai chế độ kết hợp của chúng:
-Nhôm là chất khử oxy cuối cùng: Sau quá trình khử oxy trước silicon và mangan, nhôm được thêm vào để khử oxy sâu (khử oxy kết tủa), chủ yếu tạo thành các vùi Al ₂ O3 nhỏ. Sự tham gia của silic giúp tạo ra một số aluminosilicate có nhiệt độ nóng chảy thấp (chẳng hạn như mullite 3Al ₂ O ∝· 2SiO ₂), nhưng sản phẩm vẫn chủ yếu ở dạng rắn Al ₂ O ∝, cần được biến tính bằng các quá trình tinh chế như xử lý canxi. Quá trình này chủ yếu được sử dụng để sản xuất thép khử nhôm.
-Chất khử oxy tổng hợp nhôm silicon: được thêm vào bằng cách sử dụng hợp kim nhôm silicon nóng chảy trước hoặc hợp kim sắt nhôm silicon. Sản phẩm khử oxy của nó là nhôm silicat với thành phần phức tạp hơn và điểm nóng chảy thấp hơn, dễ nổi và loại bỏ. Hiệu suất khử oxy ổn định và ít gây nhiễu cho thép nóng chảy, phù hợp với các loại thép chất lượng cao có yêu cầu về độ sạch cao.
Nắm vững cơ chế tương tác và hiệp đồng giữa ferrosilicon và các chất khử oxy khác là nền tảng quan trọng để các kỹ sư sản xuất thép thiết kế các quy trình khử oxy hiệu quả và kinh tế, đồng thời cung cấp hỗ trợ kỹ thuật quan trọng để đạt được sản xuất thép sạch và hiệu suất cao.