硅是易氧化元素。脱硅反应可表示如下:
式中LSi为硅在渣铁间分配率;Cs为硅容量(K′Si/γ(SiO2));a[O]为氧在铁水中活度;f[Si]为硅在铁水中活度系数;γSiO2为氧化硅在渣相中的活度系数;K′Si为反应式(1)的平衡常数。在碳饱和铁水中硅的活度系数根据各元素相互作用系数按下式计算:
按一般炼钢生铁计算,fSi约在7~8之间。硅容量CSi表示了渣相的溶硅能力。它与渣中二氧化硅的活度系数γ(SiO2)成反比。硅容量和渣成分有密切关系。从以上热力学性质可以看出:(1)在一定温度和生铁成分条件下,脱硅能力决定于渣相的硅容量和供氧强度。(2)脱硅过程中随着生铁成分的变化(硅锰等含量下降)fSi下降。
用氧化铁脱硅发生以下反应: [Si] 2(FeO)=(SiO2) 2Fe
此反应可认为分成以下步骤:硅自铁水向渣铁界面转移;渣铁界面的化学反应;二氧化硅从渣铁界面向渣中转移;渣中氧化铁向渣铁界面转移。