फेरोसिलिकॉन का उपयोग स्टील उद्योग में डीऑक्सीडाइज़र के रूप में किया जाता है। स्टील बनाने की प्रक्रिया के दौरान, पिघले हुए लोहे से कार्बन और सल्फर जैसी हानिकारक अशुद्धियों को हटाने के लिए, ऑक्सीजन को ऑक्सीजन उड़ाने या ऑक्सीडेंट के मिश्रण जैसी विधियों के माध्यम से पेश किया जाता है। आम तौर पर, ऑक्सीजन उड़ाने का उद्देश्य पिघले हुए लोहे में कार्बन, सिलिकॉन, मैंगनीज, फॉस्फोरस और सल्फर जैसे तत्वों को ऑक्सीकृत करना है, जिससे गैसें या उच्च गलनांक वाले ऑक्साइड बनते हैं। यह स्टील संरचना पर इन पाँच तत्वों के प्रतिकूल प्रभावों को कम करता है और पिघले हुए लोहे के तापमान को बढ़ाने के लिए ऑक्सीकरण के दौरान निकलने वाली गर्मी का उपयोग करता है। हालाँकि, यह प्रक्रिया धीरे-धीरे स्टील में ऑक्सीजन की मात्रा को बढ़ाती है, मुख्य रूप से FeO के रूप में। स्टील से ऑक्सीजन को हटाने में विफलता कास्ट स्टील बिलेट्स के यांत्रिक गुणों पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है।
इसके अलावा, ऑक्सीजन स्वयं इस्पात निर्माण में कई कमियां पैदा करती है:
- कास्ट स्टील भागों में गैस छिद्रण के मुख्य कारणों में से एक ऑक्सीजन है। स्टील के ठोसकरण के दौरान, तापमान में कमी के साथ ऑक्सीजन की घुलनशीलता काफी कम हो जाती है, जिससे जारी ऑक्सीजन स्टील में कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करती है, जिससे CO बुलबुले बनते हैं जो स्टील के भीतर फंसने पर छिद्र बना सकते हैं।
- पिघले हुए स्टील में अत्यधिक ऑक्सीजन की मात्रा ढले हुए स्टील में गर्म दरार की प्रवृत्ति को बढ़ाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि FeO मिलने पर FeS के साथ यूटेक्टिक (FeO·FeS) बनाता है, जिसका गलनांक कम (940 डिग्री) होता है और यह दाने की सीमाओं के साथ एक पतली फिल्म के रूप में फैलता है, जिससे गर्म दरार को बढ़ावा मिलता है।
- ऑक्सीजन भी गैर-धात्विक समावेशन के निर्माण में योगदान देने वाला एक प्रमुख तत्व है। यह विभिन्न तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करके ऑक्साइड समावेशन बना सकता है, जो स्टील में बने रहने पर इसके प्रदर्शन को कम कर देता है।
इन समस्याओं को कम करने के लिए, पिघले हुए लोहे से अशुद्धियाँ निकालने के बाद डीऑक्सीडेशन आवश्यक है। डीऑक्सीडाइज़र में आमतौर पर सिलिकॉन, मैंगनीज, एल्युमिनियम और कैल्शियम जैसे तत्व युक्त लौह मिश्र धातु शामिल होते हैं, जिन्हें ऑक्सीजन के साथ उनके मजबूत संबंध के लिए चुना जाता है। स्टील बनाने की प्रक्रिया के दौरान, स्टील उद्योग में फेरोसिलिकॉन का उपयोग ऑक्सीजन के साथ अपने मजबूत संबंध के कारण एक महत्वपूर्ण डीऑक्सीडाइज़र के रूप में किया जाता है। जब स्टील बनाने के दौरान सिलिकॉन आयरन मिलाया जाता है, तो निम्नलिखित डीऑक्सीडेशन प्रतिक्रिया होती है:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
डीऑक्सीडेशन के बाद उत्पादित सिलिका पिघले हुए स्टील से हल्का होता है और सतह पर तैरता है, स्लैग में प्रवेश करता है और स्टील से ऑक्सीजन को प्रभावी ढंग से हटाता है। यह प्रक्रिया स्टील की ताकत, कठोरता और लोच को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है, इसके चुंबकीय गुणों में सुधार करती है और ट्रांसफार्मर स्टील में हिस्टैरिसीस नुकसान को कम करती है।
व्यवहार में, पिघले हुए इस्पात को ऑक्सीकरण-मुक्त करने की दो मुख्य विधियाँ हैं:
- विसरण विऑक्सीकरण पिघले हुए स्टील में ऑक्सीजन के विसरण व्यवहार का उपयोग करता है, जहां कार्बन पाउडर जैसे पाउडरयुक्त विऑक्सीकारक,फेरोसिलिकॉन पाउडर, कैल्शियम सिलिकॉन पाउडर,रिफाइनिंग रिडक्शन अवधि के दौरान स्लैग की सतह पर एल्युमिनियम पाउडर और कैल्शियम कार्बाइड पाउडर फैलाया जाता है। यह विधि स्लैग में ऑक्सीजन की मात्रा को कम करती है और स्लैग और पिघले हुए स्टील के बीच ऑक्सीजन घुलनशीलता के संतुलन को बाधित करती है, जिससे पिघले हुए स्टील से स्लैग में ऑक्सीजन का प्रसार आसान हो जाता है।
- अवक्षेपण डीऑक्सीडेशन में सीधे तौर पर भारी मात्रा में डीऑक्सीडाइज़र मिलाना शामिल है जैसेफेरोसिलिकॉन ब्लॉकपिघले हुए स्टील में, जहाँ वे FeO के साथ प्रतिक्रिया करके अवक्षेपित होते हैं। डीऑक्सीडेशन उत्पाद निर्माण का समय उन्हें प्राथमिक (भट्ठी या करछुल में डीऑक्सीडाइज़र डालने के तुरंत बाद बनता है), द्वितीयक (पहले से डीऑक्सीडाइज़्ड स्टील में लिक्विडस लाइन तक ठंडा होने से पहले बनता है) और तृतीयक (लिक्विडस और सॉलिडस लाइनों के बीच जमने के दौरान बनता है) में वर्गीकृत करता है।
ये डीऑक्सीडेशन उत्पाद सामूहिक रूप से इस्पात की गुणवत्ता और प्रदर्शन को बढ़ाते हैं।
