Ferrosilisium brukes i stålindustrien som deoksideringsmiddel

Ferrosilisium brukes i stålindustrien som deoksideringsmiddel. Under stålfremstillingsprosessen, for å fjerne skadelige urenheter som karbon og svovel fra smeltet jern, introduseres oksygen gjennom metoder som oksygenblåsing eller tilsetning av oksidanter. Generelt sett er formålet med oksygenblåsing å oksidere elementer som karbon, silisium, mangan, fosfor og svovel i smeltet jern, og danner gasser eller oksider med høyere smeltepunkt. Dette reduserer de negative effektene av disse fem elementene på stålsammensetningen og utnytter varmen som frigjøres under oksidasjon for å øke temperaturen til smeltet jern. Imidlertid øker denne prosessen gradvis oksygeninnholdet i stålet, hovedsakelig i form av FeO. Unnlatelse av å fjerne oksygen fra stål påvirker de mekaniske egenskapene til støpte stålblokker negativt.

Videre utgjør oksygen i seg selv flere ulemper ved stålproduksjon:

1. Oksygen er en av hovedårsakene til gassporøsitet i støpte ståldeler. Under størkning av stål avtar løseligheten av oksygen betydelig med synkende temperatur, noe som får frigjort oksygen til å reagere med karbon i stålet, og produserer CO-bobler som kan danne porer hvis de blir fanget inne i stålet.

1. For høyt oksygeninnhold i smeltet stål forverrer tendensen til varmsprekking i støpt stål. Dette er fordi FeO danner eutektisk (FeO·FeS) med FeS når de møtes, som har et lavt smeltepunkt (940 grader ) og har en tendens til å fordele seg som en tynn film langs korngrensene, og fremmer derved varmoppsprekking.
2. Oksygen er også et viktig element som bidrar til dannelsen av ikke-metalliske inneslutninger. Den kan reagere med forskjellige elementer for å danne oksidinneslutninger som, hvis de holdes tilbake i stålet, reduserer ytelsen.

For å dempe disse problemene er deoksidering viktig etter fjerning av urenheter fra smeltet jern. Deoksideringsmidler inkluderer vanligvis jernlegeringer som inneholder elementer som silisium, mangan, aluminium og kalsium, valgt for deres sterke affinitet med oksygen. Under stålfremstillingsprosessen brukes ferrosilisium i stålindustrien som et viktig deoksideringsmiddel på grunn av dets sterke affinitet med oksygen. Når silisiumjern tilsettes under stålfremstilling, oppstår følgende deoksidasjonsreaksjon:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
Silikaen som produseres etter deoksidering er lettere enn smeltet stål og flyter på overflaten, går inn i slagget og fjerner effektivt oksygen fra stålet. Denne prosessen forbedrer styrken, hardheten og elastisiteten til stål betydelig, forbedrer dets magnetiske egenskaper og reduserer hysterese-tap i transformatorstål.

I praksis er det to hovedmetoder for å deoksidere smeltet stål:

1. Diffusjonsdeoksidasjon utnytter diffusjonsoppførselen til oksygen i smeltet stål, der pulveriserte deoksideringsmidler som karbonpulver,ferrosilisiumpulver, kalsium silisium pulver,aluminiumspulver og kalsiumkarbidpulver spres på slaggoverflaten under raffineringsreduksjonsperioden. Denne metoden reduserer oksygeninnholdet i slagg og forstyrrer balansen av oksygenløselighet mellom slagg og smeltet stål, noe som letter oksygendiffusjonen fra smeltet stål til slagg.
2. Nedbørsdeoksidering innebærer direkte tilsetning av tykke deoksideringsmidler som f.eksferrosilisiumblokkertil smeltet stål, hvor de reagerer med FeO for å felle ut. Tidspunktet for dannelse av deoksidasjonsprodukt kategoriserer dem i primær (dannes umiddelbart ved tilsetning av deoksideringsmidler i ovnen eller øsen), sekundær (dannet i allerede deoksidert stål før det avkjøles til likviduslinjen), og tertiær (dannes under størkning mellom liquidus og solidus linjer).

Disse deoksidasjonsproduktene forbedrer samlet stålkvalitet og ytelse.