So sánh các loại chất khử oxy: Dựa trên Nhôm, Dựa trên Silic và Hỗn hợp

Khử oxy là bước đầu tiên cơ bản trong việc sản xuất thép sạch, và việc chọn loại chất khử oxy định hình mọi thứ theo sau: hình thái tạp chất, hiệu suất đúc và tính chất cơ học cuối cùng. Ba loại chất khử oxy rộng được sử dụng trong sản xuất thép hiện đại là công thức dựa trên nhôm, dựa trên silic và hỗn hợp (đa thành phần). Mỗi loại có đặc điểm hóa học, chi phí và hiệu suất riêng biệt làm cho nó phù hợp với các họ cấp thép và cấu hình quy trình cụ thể.

Chất khử oxy dựa trên nhôm bao gồm thỏi nhôm, dây nhôm và sản phẩm nhôm lõi thép. Nhôm có ái lực mạnh nhất với oxy trong số các nguyên tố khử oxy phổ biến, làm cho nó trở thành chất khử oxy đơn nguyên tố hiệu quả nhất. Các tạp chất nhôm oxit kết quả ở dạng rắn ở nhiệt độ sản xuất thép, có nghĩa là chúng không biến dạng trong quá trình cán và có thể trở thành vị trí khởi đầu vết nứt nếu không được loại bỏ khỏi kim loại nấu chảy. Vì lý do này, khử bằng nhôm thường được theo sau bằng xử lý calci để biến đổi các cụm nhôm oxit thành calci aluminat lỏng dễ nổi lên. Khử oxy dựa trên nhôm là tiêu chuẩn cho sản phẩm dẹt, cấp ô tô và bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu tổng hàm lượng oxy rất thấp.

Khử oxy dựa trên silic sử dụng ferrosilicon hoặc silic kim loại và tạo ra tạp chất dựa trên silic ít tích cực hơn nhôm oxit. Khử oxy bằng silic đơn thuần đầy đủ cho nhiều thép cacbon và cấp kết cấu nơi yêu cầu hàm lượng oxy kém nghiêm ngặt hơn. Các tạp chất ở dạng lỏng ở nhiệt độ cán, làm giảm tác hại của chúng trong sản phẩm thành phẩm. Khử oxy bằng silic cũng được ưu tiên cho thép điện bị khử bằng silic nơi nhôm phải được giảm thiểu. Đánh đổi là silic là chất khử oxy yếu hơn nhôm, do đó mức oxy dư thừa cao hơn vẫn còn trong thép, và mục tiêu độ sạch cuối cùng cho các ứng dụng đòi hỏi có thể không đạt được chỉ với silic.

Chất khử oxy hỗn hợp kết hợp nhôm và silic (và đôi khi các nguyên tố khác như calci hoặc bari) trong một sản phẩm duy nhất được thiết kế để tận dụng điểm mạnh của cả hai phương pháp. Thành phần silic cung cấp khử oxy ban đầu nhanh chóng làm giảm hoạt động oxy xuống mức mà nhôm sau đó có thể hoạt động hiệu quả, giảm tổng tiêu thụ nhôm và tạo ra quần thể tạp chất hỗn hợp dễ nổi lên hơn. Chất khử oxy hỗn hợp đặc biệt hiệu quả cho hoạt động đúc liên tục nơi kiểm soát tạp chất đồng nhất rất cần thiết cho khả năng đúc. Chúng cũng đơn giản hóa xử lý vật liệu bằng cách giảm số lần thêm riêng biệt mà người vận hành cần thực hiện. Đối với nhiều nhà sản xuất thép, chất khử oxy hỗn hợp đại diện cho sự cân bằng tốt nhất về hiệu suất, chi phí và đơn giản quy trình.