Ferrokisel används inom stålindustrin som desoxideringsmedel. Under ståltillverkningsprocessen, för att avlägsna skadliga föroreningar som kol och svavel från smält järn, införs syre genom metoder som syreblåsning eller tillsats av oxidanter. Generellt sett är syftet med syreblåsning att oxidera element som kol, kisel, mangan, fosfor och svavel i smält järn, vilket bildar gaser eller oxider med högre smältpunkt. Detta minskar de negativa effekterna av dessa fem element på stålsammansättningen och utnyttjar värmen som frigörs under oxidation för att höja temperaturen på smält järn. Denna process ökar dock gradvis syrehalten i stålet, främst i form av FeO. Underlåtenhet att avlägsna syre från stål påverkar negativt de mekaniska egenskaperna hos gjutna stålämnen.
Dessutom utgör syre i sig flera nackdelar vid ståltillverkning:
- Syre är en av huvudorsakerna till gasporositet i gjutna ståldelar. Under stelningen av stål minskar syrelösligheten avsevärt med sjunkande temperatur, vilket gör att frigjort syre reagerar med kol i stålet och producerar CO-bubblor som kan bilda porer om de fastnar i stålet.
- För hög syrehalt i smält stål förvärrar tendensen till hetsprickbildning i gjutstål. Detta beror på att FeO bildar eutektiskt (FeO·FeS) med FeS när de möts, vilket har en låg smältpunkt (940 grader) och tenderar att fördela sig som en tunn film längs korngränserna, och därigenom främja varmsprickning.
- Syre är också ett viktigt element som bidrar till bildandet av icke-metalliska inneslutningar. Det kan reagera med olika element för att bilda oxidinneslutningar som, om de hålls kvar i stålet, minskar dess prestanda.
För att lindra dessa problem är deoxidation viktig efter att ha avlägsnat föroreningar från smält järn. Deoxidationsmedel inkluderar vanligtvis järnlegeringar som innehåller element som kisel, mangan, aluminium och kalcium, valda för deras starka affinitet med syre. Under ståltillverkningsprocessen används ferrokisel i stålindustrin som en avgörande deoxidator på grund av dess starka affinitet med syre. När kiseljärn tillsätts under ståltillverkning sker följande deoxidationsreaktion:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
Kiseldioxiden som produceras efter deoxidation är lättare än smält stål och flyter på ytan, går in i slaggen och tar effektivt bort syre från stålet. Denna process förbättrar stålets hållfasthet, hårdhet och elasticitet avsevärt, förbättrar dess magnetiska egenskaper och minskar hysteresförluster i transformatorstål.
I praktiken finns det två huvudmetoder för att deoxidera smält stål:
- Diffusionsdeoxidation utnyttjar diffusionsbeteendet hos syre i smält stål, där pulverformiga deoxidationsmedel som kolpulver,ferrokiselpulver, kalciumkiselpulver,aluminiumpulver och kalciumkarbidpulver sprids på slaggytan under raffineringsreduktionsperioden. Denna metod minskar syrehalten i slagg och stör balansen av syrelösligheten mellan slagg och smält stål, vilket underlättar syrediffusion från smält stål till slagg.
- Precipitation deoxidation involverar direkt tillsats av chunky deoxidizers som t.exferrokiselblocktill smält stål, där de reagerar med FeO för att fällas ut. Tidpunkten för bildning av deoxidationsprodukter kategoriserar dem i primära (bildas omedelbart efter tillsats av deoxidationsmedel i ugnen eller skänken), sekundära (bildade i redan deoxiderat stål innan det kyls till likviduslinjen) och tertiära (bildas under stelning mellan liquidus och solidus rader).
Dessa deoxidationsprodukter förbättrar tillsammans stålkvalitet och prestanda.
