แคลเซียมออกไซด์เป็นวัสดุที่จำเป็นสำหรับการผลิตเหล็ก

ในการถลุงเหล็กและเหล็กกล้า แคลเซียมออกไซด์ส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นตัวสร้างตะกรัน หน้าที่หลักคือการขจัดสิ่งสกปรกออกจากแร่เหล็กและปรับปรุงความบริสุทธิ์และคุณภาพของเหล็ก

1. การกำจัด Gangue (ส่วนใหญ่ประกอบด้วย SiO₂)

นอกจากเหล็กแล้ว แร่เหล็กยังมีสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะจำนวนมาก เช่น ซิลิคอนไดออกไซด์ ซึ่งเรียกว่า 'gangue'

ที่อุณหภูมิสูง แคลเซียมออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับซิลิคอนไดออกไซด์ใน gangue จนเกิดเป็นแคลเซียมซิลิเกต (CaSiO₃) ซึ่งมีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ

แคลเซียมซิลิเกตมีความหนาแน่นต่ำกว่าเหล็กหลอมเหลวมาก ดังนั้นมันจึงลอยอยู่บนพื้นผิวของเหล็กหลอมเหลวเพื่อสร้าง 'ตะกรัน' ในที่สุดตะกรันจะถูกแยกออก จึงทำให้สามารถแยกเหล็กออกจากสิ่งเจือปนได้

สมการปฏิกิริยาเคมีคือ: CaO + SiO₂ → CaSiO₃ (ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง)

2. การปรับพื้นฐานของตะกรันเพื่อปรับสภาพแวดล้อมการถลุงแร่ให้เหมาะสม

'ความเป็นด่าง' ของตะกรัน (อัตราส่วนของออกไซด์พื้นฐานต่อออกไซด์ที่เป็นกรด) เป็นตัวแปรสำคัญในการถลุงเหล็กและเหล็กกล้า ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการถลุงแร่และคุณภาพเหล็ก

แคลเซียมออกไซด์เป็นออกไซด์พื้นฐานที่แข็งแกร่ง เมื่อเติมเข้าไปจะช่วยเพิ่มความเป็นพื้นฐานของตะกรันและทำให้สารที่เป็นกรดส่วนเกินในเตาเผาเป็นกลาง

พื้นฐานที่เหมาะสมสามารถเพิ่มความสามารถในการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์และการลดฟอสฟอรัสของตะกรันได้ ในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้ตะกรันที่เป็นกรดกัดกร่อนเยื่อบุเตาของเตาหลอมเหล็ก จึงช่วยยืดอายุการใช้งานของตัวเตา

3. ช่วยเหลือใน Desulfurization และ Dephosphorization เพื่อปรับปรุงคุณภาพเหล็ก

ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตรายในเหล็ก สิ่งเหล่านี้อาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น 'ภาวะขาดเนื่องจากความร้อน' และ 'ภาวะขาดเนื่องจากความเย็น' ในเหล็กได้ ดังนั้น จึงต้องกำจัดออกในระหว่างการหลอม

การกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์: แคลเซียมออกไซด์สามารถทำปฏิกิริยากับเฟอร์รัสซัลไฟด์ในเหล็กหลอมเหลวเพื่อสร้างแคลเซียมซัลไฟด์ (CaS) แคลเซียมซัลไฟด์จะละลายลงในตะกรันและถูกปล่อยออกมา ส่งผลให้ปริมาณซัลเฟอร์ในเหล็กลดลง

การลดฟอสฟอรัส: ในสภาพแวดล้อมตะกรันที่เป็นด่าง แคลเซียมออกไซด์สามารถรวมกับฟอสฟอรัสออกไซด์เพื่อสร้างแคลเซียมฟอสเฟตที่เสถียร (Ca₃(PO₄)₂) ในทำนองเดียวกัน มันถูกแยกออกจากกันพร้อมกับตะกรัน ทำให้เกิดการลดฟอสฟอรัสของเหล็ก