Ferosilicij se koristi u industriji čelika kao deoksidator

Ferosilicij se koristi u industriji čelika kao deoksidant. Tokom procesa proizvodnje čelika, kako bi se uklonile štetne nečistoće kao što su ugljik i sumpor iz rastaljenog željeza, kisik se uvodi metodama kao što su puhanje kisikom ili dodavanje oksidansa. Općenito govoreći, svrha puhanja kisikom je oksidacija elemenata poput ugljika, silicija, mangana, fosfora i sumpora u rastopljenom željezu, stvarajući plinove ili okside s višim talištem. Ovo smanjuje štetne učinke ovih pet elemenata na sastav čelika i koristi toplinu oslobođenu tijekom oksidacije za podizanje temperature rastaljenog željeza. Međutim, ovaj proces postepeno povećava sadržaj kisika u čeliku, pretežno u obliku FeO. Neuklanjanje kisika iz čelika negativno utječe na mehanička svojstva livenih čeličnih gredica.

Nadalje, sam kisik predstavlja nekoliko nedostataka u proizvodnji čelika:

1. Kiseonik je jedan od glavnih uzroka plinske poroznosti u dijelovima od livenog čelika. Tokom skrućivanja čelika, rastvorljivost kiseonika značajno opada sa smanjenjem temperature, uzrokujući da oslobođeni kiseonik reaguje sa ugljenikom u čeliku, stvarajući CO mjehuriće koji mogu formirati pore ako su zarobljeni unutar čelika.

1. Prekomjeran sadržaj kisika u rastopljenom čeliku pogoršava sklonost vrućem pucanju u livenom čeliku. To je zato što FeO formira eutektik (FeO·FeS) sa FeS kada se sretnu, koji ima nisku tačku topljenja (940 stepeni) i ima tendenciju da se distribuira kao tanak film duž granica zrna, čime se promoviše vruće pucanje.
2. Kiseonik je također glavni element koji doprinosi stvaranju nemetalnih inkluzija. Može reagirati s različitim elementima i formirati oksidne inkluzije koje, ako se zadrže u čeliku, smanjuju njegove performanse.

Da bi se ublažili ovi problemi, deoksidacija je neophodna nakon uklanjanja nečistoća iz rastaljenog željeza. Deoksidansi obično uključuju legure željeza koje sadrže elemente poput silicija, mangana, aluminija i kalcija, odabrane zbog njihovog snažnog afiniteta s kisikom. Tokom procesa proizvodnje čelika, ferosilicij se koristi u industriji čelika kao ključni deoksidator zbog svog snažnog afiniteta s kisikom. Kada se silikonsko željezo dodaje tijekom proizvodnje čelika, dolazi do sljedeće reakcije deoksidacije:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
Silicijum koji nastaje nakon deoksidacije je lakši od rastaljenog čelika i pluta na površini, ulazeći u šljaku i efikasno uklanjajući kiseonik iz čelika. Ovaj proces značajno povećava čvrstoću, tvrdoću i elastičnost čelika, poboljšava njegova magnetna svojstva i smanjuje gubitke na histerezi u transformatorskom čeliku.

U praksi postoje dvije glavne metode deoksidacije rastaljenog čelika:

1. Difuzijska deoksidacija koristi difuzijsko ponašanje kisika u rastopljenom čeliku, gdje praškasti deoksidansi poput ugljičnog praha,ferosilicijum u prahu, kalcijum silicijum u prahu,Aluminijski prah i prah kalcijum karbida se razbacuju po površini šljake tokom perioda redukcije rafiniranja. Ova metoda smanjuje sadržaj kisika u šljaci i narušava ravnotežu rastvorljivosti kisika između troske i rastaljenog čelika, olakšavajući difuziju kisika iz rastopljenog čelika u trosku.
2. Taložna deoksidacija uključuje direktno dodavanje krupnih deoksidatora kao što su nprblokovi ferosilicijumau rastopljeni čelik, gdje reagiraju sa FeO da bi se taložili. Vrijeme formiranja proizvoda deoksidacije ih kategorizira na primarne (nastaju odmah nakon dodavanja deoksidatora u peć ili lonac), sekundarne (formirane u već deoksidiranom čeliku prije nego što se ohladi do linije likvidusa) i tercijarne (nastaju tokom skrućivanja između likvidusa i solidusa linije).

Ovi proizvodi deoksidacije zajedno poboljšavaju kvalitet i performanse čelika.