Κράμα πυριτίου ασβεστίου (CaSi)είναι ένας εξαιρετικά αποδοτικός παράγοντας διύλισης σύνθετων υλικών στη μεταλλουργική βιομηχανία. Μέσω της συνεργιστικής δράσης του πυριτίου (Si) και του ασβεστίου (Ca), επιτυγχάνει βαθιά αποξείδωση, αποθείωση και τροποποίηση εγκλεισμού, καθορίζοντας άμεσα την καθαρότητα του τηγμένου χάλυβα και τη συνολική απόδοση του χάλυβα. Είναι ένα βοηθητικό υλικό πυρήνα για την παραγωγή χάλυβα μεσαίας-και-υψηλής-απόδειξης.
Βασικά πλεονεκτήματα:Υψηλή απόδοση αποξείδωσης και αποθείωσης, εξαιρετικό αποτέλεσμα τροποποίησης συμπερίληψης. Ο βαθύς εξευγενισμός μπορεί να επιτευχθεί με προσθήκη μόνο 0,2%-0,5% ανά τόνο χάλυβα, καθιστώντας τον τον προτιμώμενο σύνθετο παράγοντα διύλισης για την παραγωγή χάλυβα υψηλής ποιότητας.
Μορφή και συσκευασία:Μπλοκ (κατάλληλα για ραφινάρισμα κουτάλας),σκόνη πυριτίου ασβεστίου/σύρμα με πυρήνα (κατάλληλο για διεργασίες συνεχούς χύτευσης), συσκευασμένο σε-τύμπανα από σίδηρο ή σάκους τόνων. Η διεθνής μεταφορά απαιτεί σφράγιση για την πρόληψη της οξείδωσης.
Αρχή αποξείδωσης και ποσοτική επίδραση του κράματος ασβεστίου πυριτίου
(1) Μηχανισμός αποξείδωσης πυρήνα: πυρίτιο-Συνέργεια ασβεστίου, βαθύς καθαρισμός
Βασική αποξείδωση του πυριτίου:
Αρχή της αντίδρασης:Si + 2FeO → SiO2 + 2Fe (αυθόρμητο σε λιωμένο χάλυβα στους 1500-1600 βαθμούς), το SiO2 έχει πολύ χαμηλότερη πυκνότητα από τον λιωμένο χάλυβα και επιπλέει εύκολα για να σχηματίσει σκωρία.
Βασικά πλεονεκτήματα:Η ήπια αποξείδωση αποφεύγει το βίαιο βρασμό του τηγμένου χάλυβα και το παραγόμενο SiO2 μπορεί να σχηματίσει σύνθετα εγκλείσματα χαμηλού σημείου τήξης με άλλα οξείδια (όπως CaO・SiO2), βελτιώνοντας περαιτέρω την απόδοση διαχωρισμού.
Ενισχυμένη αποξείδωση από ασβέστιο:
Αρχή της αντίδρασης:2Ca + O2 → 2CaO, Ca + Al2O3 → CaO・Al2O3. Το ασβέστιο έχει ισχυρότερη συγγένεια για το οξυγόνο από το πυρίτιο και το αλουμίνιο, αφαιρώντας ίχνη υπολειπόμενου οξυγόνου στον τετηγμένο χάλυβα ενώ τροποποιεί τα σκληρά και εύθραυστα εγκλείσματα Al2O3.
Μοναδικός ρόλος:Οι φυσαλίδες που σχηματίζονται από την εξάτμιση του ασβεστίου αναδεύουν τον τηγμένο χάλυβα, προάγοντας τη σύγκρουση και την επίπλευση των εγκλεισμάτων, βελτιώνοντας έτσι την ομοιομορφία της αποξείδωσης.
Συνεργική επίδραση αποξείδωσης:
Το πυρίτιο αρχικά μειώνει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον τετηγμένο χάλυβα, δημιουργώντας συνθήκες για την αποξείδωση του ασβεστίου. Το προκύπτον Ca2SiO4 και άλλες σύνθετες ενώσεις ενισχύουν περαιτέρω την αποτελεσματικότητα της αποξείδωσης, βελτιώνοντάς την κατά 30%-40% σε σύγκριση με την απλή αποξείδωση πυριτίου ή ασβεστίου.
Ποσοτικές επιδράσεις ανά σενάριο
| Τύπος χάλυβα | Ποσότητα προσθήκης κράματος CaSi | Αρχική περιεκτικότητα σε οξυγόνο (ppm) | Περιεκτικότητα σε οξυγόνο μετά τον καθαρισμό (ppm) | Αποτελεσματικότητα αποξείδωσης |
|---|---|---|---|---|
| Συνηθισμένος ανθρακούχο χάλυβας (Q235) | 0.2%-0.3% | 80-100 | 40-50 | 45%-60% |
| Χάλυβας χαμηλής-κράματος υψηλής- αντοχής (Q355) | 0.3%-0.4% | 90-110 | 35-45 | 55%-68% |
| Ανοξείδωτο ατσάλι (304) | 0.4%-0.5% | 100-120 | 25-35 | 65%-79% |
| Κραματοποιημένος δομικός χάλυβας (40Cr) | 0.3%-0.4% | 85-105 | 30-40 | 58%-71% |
Αρχή αποθείωσης και ποσοτικές επιδράσεις του κράματος ασβεστίου πυριτίου
(1) Μηχανισμός αποθείωσης πυρήνα: ασβέστιο ως κυρίαρχος παράγοντας, πυρίτιο ως βοηθητικός συν{1}}παράγοντας
Ασβέστιο-Κυρίαρχη αποθείωση:
Αρχή της αντίδρασης:Ca + FeS → CaS + Fe (κατά προτίμηση σε λιωμένο χάλυβα), το CaS έχει σημείο τήξης 2450 μοιρών, είναι αδιάλυτο στον τετηγμένο χάλυβα, καθιζάνει ως στερεά σωματίδια και επιπλέει στη σκωρία.
Βασικά πλεονεκτήματα:Το ασβέστιο έχει πολύ ισχυρή συγγένεια με το θείο και η ικανότητα αποθείωσης του είναι 5-10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του μαγγανίου, μειώνοντας την περιεκτικότητα σε θείο στον τετηγμένο χάλυβα κάτω από 0,01%.
Ο βοηθητικός ρόλος του πυριτίου:
Μειώνει την επιφανειακή τάση του τηγμένου χάλυβα, προάγει τη σύγκρουση και τη συσσώρευση σωματιδίων CaS και επιταχύνει την επίπλευση και το διαχωρισμό τους.
Μειώνει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον τετηγμένο χάλυβα κατά την αποξείδωση, μειώνοντας την παρεμβολή του οξυγόνου στην αντίδραση αποθείωσης (αποφυγή της δημιουργίας SO2) και βελτιώνοντας τον ρυθμό μετατροπής της αντίδρασης αποθείωσης.
(2) Ποσοτικές επιδράσεις ανά σενάριο
| Τύπος χάλυβα | Ποσότητα προσθήκης κράματος SiCa | Αρχική περιεκτικότητα σε θείο(%) | Περιεκτικότητα σε θείο μετά τον καθαρισμό (%) | Αποθετικότητα αποθείωσης | Βασική αξία |
|---|---|---|---|---|---|
| Συνηθισμένος ανθρακούχο χάλυβας (Q235) | 0.2%-0.3% | 0.03-0.05 | 0.015-0.025 | 30%-50% | Αποφύγετε τη θερμική ευθραυστότητα |
| Χάλυβας χαμηλής-κράματος υψηλής- αντοχής (Q355) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.008-0.015 | 55%-70% | Βελτιώστε τη συγκολλησιμότητα |
| Ανοξείδωτο ατσάλι (304) | 0.4%-0.5% | 0.015-0.03 | 0.003-0.008 | 70%-85% | Βελτιώστε την αντοχή στη διάβρωση |
| Ανθεκτικό χάλυβα-στη φθορά (NM450) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.006-0.012 | 65%-80% | Βελτιώστε την αντοχή στη φθορά |
Βασικοί Παράγοντες που Επηρεάζουν τις Επιδράσεις Αποξείδωσης και Αποθείωσης και Πρακτικός Έλεγχος
Θερμοκρασία χάλυβα:Η βέλτιστη θερμοκρασία αντίδρασης είναι 1500-1600 βαθμοί. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή (<1450℃), the reaction rate decreases; if the temperature is too high (>1650 μοίρες), η απώλεια εξάτμισης του ασβεστίου αυξάνεται.
Μέθοδος προσθήκης:Η μέθοδος τροφοδοσίας καλωδίων (σύρμα με πυρήνα ασβεστίου πυριτίου) χρησιμοποιείται στο ραφινάρισμα κουτάλας. Η ομοιομορφία προσθήκης είναι καλή και η αποτελεσματικότητα αποξείδωσης και αποθείωσης είναι 15%-20% υψηλότερη από αυτή της άμεσης τροφοδοσίας.
Αρχική περιεκτικότητα σε οξυγόνο και θείο στον χάλυβα:Όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο και θείο είναι πολύ υψηλή, η ποσότητα που προστίθεται θα πρέπει να αυξάνεται κατάλληλα ή να προστίθεται σταδιακά για να αποφευχθεί η ανεπαρκής αντίδραση.
