Role of Interfacial Phenomena in Deoxidation Process of Molten Iron

The effects of the elements of the b'column of the 6th group of the Periodic Table (O, S, Se and Te) on the surface tension of molten iron and the contact angle between molten iron and solid oxides have been measured with the sessile drop method.The effect of tellurium on the elimination of oxide inclusions (alumina, mullite and zirconia) from molten iron has been investigated. It was found that all of these elements acted as surface-active agents and in molten iron the surface activity increased in the order oxygen, sulphur, selenium, and tellurium. The contact angle between molten iron and alumina decreased with the addition of oxygen and increased with that of selenium and tellurium while sulphur scarcely had any effect. Moreover the contact angles on other oxides such as magnesia, mullite, and zirconia also increased with increasing tellurium content in the molten iron.The amount of inclusions in the molten iron decreased considerably with the addition of tellurium during the deoxidation with aluminum, aluminum and silicon, and zirconium. These phenomena can be explained satisfactorily with the decreasing of the surface tension of molten iron, the work of adhesion, and the interfacial energy between molten iron and solid oxides, and with the increasing of the contact angle between molten iron and solid oxides. Résumé On a mesuré l'aide de la methode de la goutte tombante (sessile drop method) les effets des elements O, S, Se et Te sur la valeur de la tension de surface du fer liquide et aussi sur la grandeur de l'angle de contact entre le fer Iiquide et les oxydes solides.On a également étudié l' éffet du Te sur l' élimination des inclusions des oxydes (alumine, mullite, zircone) contenues dans le fer liquide. Tous les éléments cités plus haut sont des agents tensio-actifs et l'effet augmente selon l'ordre O, S, Se et Te. L'angle de contact entre le fer liquide et l'alumine décroit en présence d'oxygène mais croit en présence de Se et Te, le soufre ayant très peu d'effet. Le Te augmente également l'angle de contact entre le fer liquide et la magnésie, la mullite et la zircone.Le Te permet de diminuer considérablement la quantite d'inclusions contenues dans le fer liquide lorsque celui-ci a été deoxyde en présence d'aluminium, d'aluminium et de silicium ou de zirconium. On attribue ce phénomène au décroissement de la tension superficielle du fer liquide, ainsi que du travail d'adhésion et de l' énergie interfaciale entre le fer liquide et les oxydes solides, et également à l'accroissement de l'angle de contact entre le fer liquide et les différents oxydes.