Ferrosilicon Digunakan Dalam Industri Baja Sebagai Deoxidizer

Ferrosilicon digunakan dalam industri baja sebagai deoxidizer. Selama proses pembuatan baja, untuk menghilangkan kotoran berbahaya seperti karbon dan sulfur dari besi cair, oksigen dimasukkan melalui metode seperti peniupan oksigen atau penambahan oksidan. Secara umum, tujuan peniupan oksigen adalah untuk mengoksidasi unsur-unsur seperti karbon, silikon, mangan, fosfor, dan belerang dalam besi cair, membentuk gas atau oksida dengan titik leleh lebih tinggi. Hal ini mengurangi dampak buruk kelima elemen tersebut pada komposisi baja dan memanfaatkan panas yang dilepaskan selama oksidasi untuk menaikkan suhu besi cair. Namun proses ini secara bertahap meningkatkan kandungan oksigen dalam baja, terutama dalam bentuk FeO. Kegagalan menghilangkan oksigen dari baja berdampak buruk pada sifat mekanik billet baja tuang.

Selain itu, oksigen sendiri mempunyai beberapa kelemahan dalam pembuatan baja:

1. Oksigen adalah salah satu penyebab utama porositas gas pada bagian baja tuang. Selama pemadatan baja, kelarutan oksigen menurun secara signifikan seiring dengan penurunan suhu, menyebabkan oksigen yang dilepaskan bereaksi dengan karbon dalam baja, menghasilkan gelembung CO yang dapat membentuk pori-pori jika terperangkap di dalam baja.

1. Kandungan oksigen yang berlebihan pada baja cair memperburuk kecenderungan terjadinya keretakan panas pada baja tuang. Hal ini karena FeO membentuk eutektik (FeO·FeS) dengan FeS ketika keduanya bertemu, yang memiliki titik leleh rendah (940 derajat ) dan cenderung terdistribusi sebagai lapisan tipis di sepanjang batas butir, sehingga mendorong terjadinya hot cracking.
2. Oksigen juga merupakan elemen utama yang berkontribusi terhadap pembentukan inklusi non-logam. Ia dapat bereaksi dengan berbagai elemen untuk membentuk inklusi oksida yang, jika tertahan di dalam baja, akan mengurangi kinerjanya.

Untuk mengurangi masalah ini, deoksidasi sangat penting setelah menghilangkan kotoran dari besi cair. Deoxidizer biasanya mencakup paduan besi yang mengandung unsur-unsur seperti silikon, mangan, aluminium, dan kalsium, dipilih karena afinitasnya yang kuat dengan oksigen. Selama proses pembuatan baja, ferrosilikon digunakan dalam industri baja sebagai deoxidizer penting karena afinitasnya yang kuat dengan oksigen. Ketika besi silikon ditambahkan selama pembuatan baja, reaksi deoksidasi berikut terjadi:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
Silika yang dihasilkan setelah deoksidasi lebih ringan daripada baja cair dan mengapung di permukaan, memasuki terak dan secara efektif menghilangkan oksigen dari baja. Proses ini secara signifikan meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan elastisitas baja, meningkatkan sifat magnetiknya, dan mengurangi kerugian histeresis pada baja transformator.

Dalam praktiknya, ada dua metode utama deoksidasi baja cair:

1. Deoksidasi difusi memanfaatkan perilaku difusi oksigen dalam baja cair, di mana deoksidasi bubuk seperti bubuk karbon,bubuk ferrosilikon, bubuk kalsium silikon,bubuk aluminium, dan bubuk kalsium karbida disebarkan pada permukaan terak selama periode reduksi pemurnian. Metode ini mengurangi kandungan oksigen dalam terak dan mengganggu keseimbangan kelarutan oksigen antara terak dan baja cair, sehingga memudahkan difusi oksigen dari baja cair ke terak.
2. Deoksidasi presipitasi melibatkan penambahan langsung deoksidasi kental sepertiblok ferrosilikonmenjadi baja cair, di mana mereka bereaksi dengan FeO untuk mengendap. Waktu pembentukan produk deoksidasi mengkategorikannya menjadi primer (terbentuk segera setelah penambahan deoksidasi dalam tungku atau sendok), sekunder (terbentuk dalam baja yang telah dideoksidasi sebelum mendingin ke jalur liquidus), dan tersier (terbentuk selama pemadatan antara jalur liquidus dan solidus).

Produk deoksidasi ini secara kolektif meningkatkan kualitas dan kinerja baja.