פרוסיליקון משמש בתעשיית הפלדה כמסיר חמצון. במהלך תהליך ייצור הפלדה, כדי להסיר זיהומים מזיקים כגון פחמן וגופרית מברזל מותך, החמצן מוכנס באמצעות שיטות כמו ניפוח חמצן או הוספת חומרים מחמצנים. באופן כללי, המטרה של ניפוח חמצן היא לחמצן יסודות כמו פחמן, סיליקון, מנגן, זרחן וגופרית בברזל מותך, תוך יצירת גזים או תחמוצות בנקודת התכה גבוהה יותר. זה מפחית את ההשפעות השליליות של חמשת היסודות הללו על הרכב הפלדה ומנצל את החום המשתחרר במהלך החמצון כדי להעלות את הטמפרטורה של ברזל מותך. עם זאת, תהליך זה מגדיל בהדרגה את תכולת החמצן בפלדה, בעיקר בצורה של FeO. כישלון בהסרת חמצן מפלדה משפיע לרעה על התכונות המכניות של בילטי פלדה יצוקים.
יתר על כן, חמצן עצמו מהווה מספר חסרונות בייצור פלדה:
- חמצן הוא אחד הגורמים העיקריים לנקבוביות הגז בחלקי פלדה יצוקה. במהלך התמצקות הפלדה, מסיסות החמצן יורדת באופן משמעותי עם ירידה בטמפרטורה, מה שגורם לחמצן המשוחרר להגיב עם פחמן בפלדה, וליצור בועות CO שיכולות ליצור נקבוביות אם נלכדות בתוך הפלדה.
- תכולת חמצן מוגזמת בפלדה מותכת מחמירה את הנטייה לפיצוח חם בפלדה יצוקה. הסיבה לכך היא ש-FeO יוצר אוטקטי (FeO·FeS) עם FeS כשהם נפגשים, שיש לו נקודת התכה נמוכה (940 מעלות) ונוטה להתפזר כסרט דק לאורך גבולות התבואה, ובכך לקדם פיצוח חם.
- חמצן הוא גם מרכיב מרכזי התורם ליצירת תכלילים לא מתכתיים. זה יכול להגיב עם אלמנטים שונים כדי ליצור תכלילי תחמוצת שאם נשמרים בפלדה, מפחיתים את הביצועים שלה.
כדי להפחית את הבעיות הללו, ניקוי חמצון חיוני לאחר הסרת זיהומים מברזל מותך. מסיר חמצון כוללים בדרך כלל סגסוגות ברזל המכילות יסודות כמו סיליקון, מנגן, אלומיניום וסידן, שנבחרו בשל הזיקה החזקה שלהם לחמצן. במהלך תהליך ייצור הפלדה, פרוסיליקון משמש בתעשיית הפלדה כמסיר חמצון חיוני בשל הזיקה החזקה שלו לחמצן. כאשר מוסיפים ברזל סיליקון במהלך ייצור פלדה, מתרחשת תגובת ההתחמצנות הבאה:
2FeO + Si=2Fe + SiO₂
הסיליקה המופקת לאחר הסרת החמצון קלה יותר מפלדה מותכת וצף על פני השטח, חודר לסיגים ומסיר ביעילות חמצן מהפלדה. תהליך זה משפר משמעותית את החוזק, הקשיות והאלסטיות של הפלדה, משפר את התכונות המגנטיות שלה ומפחית את הפסדי ההיסטרזיס בפלדת שנאי.
בפועל, קיימות שתי שיטות עיקריות להסרת חמצון של פלדה מותכת:
- פיזור דיפוזיה מנצל את התנהגות הדיפוזיה של חמצן בפלדה מותכת, כאשר מסיר חמצון אבקתי כמו אבקת פחמן,אבקת פרוסיליקון, אבקת סיליקון סיליקון,אבקת אלומיניום ואבקת סידן קרביד מפוזרות על פני הסיגים במהלך תקופת הפחתת הזיקוק. שיטה זו מפחיתה את תכולת החמצן בסיג ומשבשת את איזון מסיסות החמצן בין סיגים לפלדה מותכת, ומקלה על פיזור חמצן מפלדה מותכת לסיגים.
- שחרור משקעים כרוך בהוספת מסיר חמצון שמנמן כמובלוקי פרוסיליקוןלתוך פלדה מותכת, שם הם מגיבים עם FeO כדי לזרז. העיתוי של היווצרות תוצרי דה-אוקסידציה מקטלג אותם לראשוני (הנוצרים מיד עם הוספת חומרי שחרור חמצון בתנור או במצקת), משניים (שנוצרים בפלדה שכבר דה חמצון לפני שהיא מתקררת לקו הליקווידוס), ושלישוניים (הנוצרים במהלך התמצקות בין ליקווידוס לסולידוס). שורות).
מוצרי ניקוי חמצון אלה משפרים יחד את איכות הפלדה ואת הביצועים.
