ดีออกซิไดซ์ (Deoxidization)เป็นวิธีการที่ใช้ในทางโลหะวิทยา เพื่อกำจัดปริมาณ ออกซิเจนที่เหลืออยู่ในแร่เหล็กที่ถูกรีดิวซ์ ก่อนหน้านี้ ในระหว่างการผลิตเหล็กกล้า ในทางตรงกันข้ามสารต้านอนุมูลอิสระถูกนำมาใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพ เช่น ในการเก็บรักษาอาหาร ดีออกซิไดซ์มีความสำคัญใน กระบวนการ ผลิตเหล็กกล้าเนื่องจากออกซิเจนมักเป็นอันตรายต่อคุณภาพของเหล็กกล้าที่ผลิตได้ ดีออกซิไดซ์ส่วนใหญ่ทำได้โดยการเติมสารเคมีชนิดอื่นเพื่อต่อต้านผลกระทบของออกซิเจน หรือโดยการกำจัดออกซิเจนออกโดยตรง

ออกซิเดชันคือกระบวนการที่ธาตุสูญเสียอิเล็กตรอน ตัวอย่างเช่น เหล็กจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนสองตัวไปยังออกซิเจน ทำให้เกิดออกไซด์ซึ่งเกิดขึ้นตลอดกระบวนการโดยไม่ได้ตั้งใจในกระบวนการผลิตเหล็กกล้า

การเป่าออกซิเจนเป็นวิธีการผลิตเหล็กกล้าชนิดหนึ่งที่ออกซิเจนถูกเป่าผ่านเหล็กดิบเพื่อลดปริมาณคาร์บอน ออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ที่มีองค์ประกอบที่ไม่ต้องการ เช่น คาร์บอน ซิลิคอนฟอสฟอรัสและแมงกานีสซึ่งปรากฏอยู่ในขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการผลิต ออกไซด์เหล่านี้จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำของบ่อเหล็กและหลุดออกจากเหล็กดิบ อย่างไรก็ตาม ออกซิเจนบางส่วนจะทำปฏิกิริยากับเหล็กเองด้วย

เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงในการถลุง ออกซิเจนในอากาศอาจละลายเข้าไปในเหล็กหลอมเหลวขณะเท ตะกรันซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่เหลือจากกระบวนการถลุง จะถูกใช้เพื่อดูดซับสิ่งเจือปน เช่นกำมะถันหรือออกไซด์ และป้องกันเหล็กจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ตะกรันก็ยังคงเป็นสาเหตุของการเกิดออกซิเดชันอยู่บ้าง

แม้ว่ากระบวนการบางอย่างอาจยังนำไปสู่การเกิดออกซิเดชันได้ แต่ก็ไม่เกี่ยวข้องกับปริมาณออกซิเจนในเหล็กระหว่างการผลิต ตัวอย่างเช่นสนิมเป็นออกไซด์ของเหล็กสีแดงที่เกิดขึ้นเมื่อเหล็กในเหล็กกล้าทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหรือน้ำในอากาศ ซึ่งมักเกิดขึ้นหลังจากใช้งานเหล็กกล้าไปเป็นระยะเวลานาน ส่วนประกอบทางกายภาพบางอย่างของกระบวนการผลิตเหล็กกล้า เช่นเตาอาร์กไฟฟ้าอาจสึกหรอและเกิดออกซิเดชันได้เช่นกัน โดยทั่วไปปัญหานี้จะได้รับการแก้ไขด้วยการใช้โลหะทนไฟซึ่งทนทานต่อสภาพแวดล้อม

หากเหล็กไม่ได้รับการดีออกซิไดซ์อย่างเหมาะสม เหล็กจะสูญเสียคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความต้านทานแรงดึง ความเหนียวความเหนียว ความสามารถในการเชื่อม ความสามารถในการขัดเงา และความสามารถในการกลึงซึ่งเกิดจากการเกิดสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะและรูพรุนของก๊าซซึ่งเป็นฟองก๊าซที่ติดอยู่ระหว่างกระบวนการแข็งตัวของเหล็ก

วิธีการดีออกซิไดซ์นี้เกี่ยวข้องกับการเติมโลหะบางชนิดลงในเหล็กกล้า โลหะเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่ไม่ต้องการ ทำให้เกิดออกไซด์ที่เข้มข้น ซึ่งเมื่อเทียบกับออกซิเจนบริสุทธิ์แล้ว จะทำให้ความแข็งแรงและคุณภาพของเหล็กกล้าลดลงในปริมาณที่น้อยกว่า

สมการทางเคมีสำหรับการดีออกซิไดซ์แสดงโดย:

${\displaystyle nD+mO\longrightarrow D_{n}O_{m}}$

โดยที่ n และ m คือค่าสัมประสิทธิ์ D คือสารดีออกซิไดซ์ และ O คือออกซิเจน

ดังนั้น สม การสมดุลเคมีที่เกี่ยวข้องคือ:

${\displaystyle K_{eq}=a_{ox}/(a_{D}^{n}*a_{O}^{m})}$

โดยที่_oxคือกิจกรรมหรือความเข้มข้นของออกไซด์ในเหล็ก_Dคือกิจกรรมของสารดีออกซิไดซ์ และ_Oคือกิจกรรมของออกซิเจน

การเพิ่มขึ้นของ ค่า คงที่สมดุลสม_การ K จะทำให้ _oxเพิ่มขึ้นและทำให้มีผลิตภัณฑ์ออกไซด์เพิ่มมากขึ้น

_{สมการ} K สามารถจัดการได้โดยอุณหภูมิของเหล็กผ่านสมการต่อไปนี้:

${\displaystyle logK_{eq}=A_{D}/T-B_{D}}$

โดยที่ A _Dและ B _Dคือพารามิเตอร์เฉพาะสำหรับสารดีออกซิไดเซอร์แต่ละชนิด และ T คืออุณหภูมิในหน่วย K° ด้านล่างนี้คือค่าสำหรับสารดีออกซิไดเซอร์บางชนิดที่อุณหภูมิ 1873 K°

ด้านล่างนี้เป็นรายการสารดีออกซิไดเซอร์โลหะที่ใช้กันทั่วไป:

• เฟอร์โรซิลิคอนเฟอร์โรแมงกานีสแคลเซียมซิลิไซด์ - ใช้ในการผลิตเหล็กกล้าในการผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมเหล็ก อื่นๆ
• แมงกานีส - ใช้ในการผลิตเหล็กกล้า
• ซิลิกอนคาร์ไบด์แคลเซียมคาร์ไบด์-ใช้เป็น สารกำจัด ออกซิไดเซอร์ในทัพพีสำหรับการผลิตเหล็ก
• ตะกรันอะลูมิเนียม - ยังเป็นสารกำจัดออกซิไดเซอร์แบบทัพพี ใช้ในการผลิตเหล็กกล้าขั้นที่สอง
• แคลเซียม - ใช้เป็นสารกำจัดออกซิไดเซอร์ สารกำจัดซัลเฟอร์ หรือสารกำจัดคาร์บอนสำหรับโลหะผสมเหล็กและโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก
• ไททาเนียม - ใช้เป็นสารดีออกซิไดเซอร์สำหรับเหล็ก
• ฟอสฟอรัสคอปเปอร์(I) ฟอสไฟด์ - ใช้ในการผลิตทองแดงที่ปราศจากออกซิเจน
• แคลเซียมเฮกซาโบไรด์ - ใช้ในการผลิตทองแดงที่ปราศจากออกซิเจน ให้ทองแดงที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าทองแดงที่ผ่านการดีออกซิไดซ์ด้วยฟอสฟอรัส
• อิตเทรียม - ใช้ในการดีออกซิไดซ์วาเนเดียมและโลหะที่ไม่ใช่เหล็กอื่นๆ
• เซอร์โคเนียม
• แมกนีเซียม
• คาร์บอน
• ทังสเตน

การดีออกซิไดซ์แบบสุญญากาศ (Vacuum deoxidation) เป็นวิธีการที่ใช้สุญญากาศเพื่อกำจัดสิ่งเจือปน คาร์บอนและออกซิเจนบางส่วนในเหล็กจะทำปฏิกิริยากัน กลายเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะลอยขึ้นสู่ผิวเหล็กเหลว และถูกกำจัดออกด้วยระบบสุญญากาศ

เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการดีออกซิเดชันในสุญญากาศมีดังนี้:

${\displaystyle C+O\longrightarrow CO}$

ปฏิกิริยาระหว่างคาร์บอนและออกซิเจนแสดงโดยสมการสมดุลทางเคมีต่อไปนี้:

${\displaystyle K_{CO}=P_{CO}/(a_{C}*a_{O})}$

โดยที่ P _COคือความดันย่อยของคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดขึ้น

การลดกิจกรรมของออกซิเจน (a _O ) จะทำให้ค่าคงที่สมดุลที่สูงขึ้นสูงขึ้น ส่งผลให้การผลิต CO เพิ่มขึ้น เพื่อให้บรรลุผลนี้ การทำให้เหล็กกล้าในถังเหล็กผ่านกระบวนการสุญญากาศจะทำให้ค่า P _CO ลดลง ทำให้สามารถผลิตก๊าซ CO ได้มากขึ้น

วิธีนี้อาศัยแนวคิดที่ว่าการกำจัดออกซิเดชันของตะกรันจะนำไปสู่การกำจัดออกซิเดชันของเหล็ก

สมการสมดุลทางเคมีที่ใช้สำหรับกระบวนการนี้คือ:

${\displaystyle K_{FeO}=a_{[O]}/a_{(O)}}$

โดยที่_[O]คือกิจกรรมของออกซิเจนในตะกรัน และ_(O)คือกิจกรรมของออกซิเจนในเหล็ก

การลดกิจกรรมในตะกรัน (a _[O] ) จะลดระดับออกซิเจนในตะกรัน หลังจากนั้น ออกซิเจนจะแพร่กระจายจากเหล็กไปยังตะกรันที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า วิธีนี้ทำได้โดยการใช้สารดีออกซิไดซ์กับตะกรัน เช่นโค้กหรือซิลิกอน เนื่องจากสารเหล่านี้ไม่ได้สัมผัสกับเหล็กโดยตรง จึงไม่เกิดสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะในเหล็ก

• การถลุง

• การกำจัดซัลเฟอร์เป็นกระบวนการลดปริมาณซัลเฟอร์ในเหล็ก
• การลดปริมาณคาร์บอนเป็นกระบวนการลดปริมาณคาร์บอนในโลหะวิทยา
• เหล็กกล้าดีออกซิไดซ์คือเหล็กกล้าที่ถูกแบ่งประเภทตามระดับของการบำบัดดีออกซิไดซ์
• วิศวกรรมสุญญากาศ
  • โลหะวิทยาสุญญากาศ