Legura Ca-Si: Potaknite metaluršku izvrsnost i uštedu

Legura Si-Ca kompozitna je ferolegura sa silicijem i kalcijem kao temeljnim komponentama, dopunjenim malim količinama nečistoća kao što su željezo, aluminij i ugljik. Zbog izvrsnih metalurških svojstava postao je nezamjenjiv ključni pomoćni materijal u proizvodnji visoko-kvalitetnog čelika i lijevanog željeza. Slijedi detaljna rasprava s tri aspekta: metoda pripreme, prednosti izvedbe i područja primjene:

I. Metoda pripreme
1. Odabir i proporcioniranje sirovina: osnovne sirovine su silicij (koji daje silicij), vapno (koji daje kalcij) i koks (kao redukcijsko sredstvo i egzotermno sredstvo). Čistoća sirovina je strogo kontrolirana kako bi se smanjilo unošenje nečistoća. U skladu s ciljanim stupnjem proizvoda (prema standardu YB 525-65, sadržaj kalcija nije manji od 24%, 28% ili 31%), udjeli svake sirovine su precizno prilagođeni kako bi se postavili temelji za reakciju taljenja.

2. Proces taljenja na-visokoj-temperaturi: Sirovine u proporcijama ubacuju se u potopljenu elektrolučnu peć i tale se u jakoj redukcijskoj atmosferi na 1500-1800 stupnjeva. Tijekom procesa taljenja, vapno i silicijev dioksid prvo tvore trosku od kalcijevog silikata niske-točke-tališta, što utječe na reakcijski proces redukcije. Istovremeno, kalcij i silicij lako isparavaju na visokim temperaturama (stopa gubitka otprilike 10% svaki), a međuproizvodi kalcijev karbid (CaC₂) i silicij karbid (SiC) sudjeluju u kasnijim reakcijama. Zbog niske gustoće legure silicij-kalcij, ona ima tendenciju koncentriranja u gornjem dijelu rastaljenog bazena, zahtijevajući posebne mjere za učinkovito odvajanje legure od troske tijekom točenja.

3. Glavne metode taljenja: U industrijskoj proizvodnji, uobičajeno korištene metode uključuju miješano hranjenje, slojevito hranjenje, metodu kalcijevog karbida i metodu elektrosilikonske toplinske redukcije. Sve su to načini taljenja-na bazi troske, prilagodljivi različitim proizvodnim razmjerima i zahtjevima proizvoda.

4. Oblikovanje i gradiranje: Nakon taljenja, legura se hladi i oblikuje u prirodne blokove, zatim drobi i prosijava u standardne blokove (10-60 mm) ili silicij-kalcij prah (0-3 mm) kako bi se zadovoljili morfološki zahtjevi različitih primjena.

II. Prednosti izvedbe

1. Izvanredan kapacitet pročišćavanja kompozita: I kalcij i silicij imaju snažan afinitet prema kisiku, a kalcij se također može učinkovito kombinirati s elementima kao što su sumpor, dušik, vodik i ugljik. To leguri silicij-kalcija daje višestruke funkcije, uključujući deoksidaciju, desulfurizaciju, otplinjavanje i fiksaciju sumpora, značajno smanjujući sadržaj nečistoća u rastaljenom čeliku i doprinoseći proizvodnji čistog čelika.

2. Visoko učinkovit i stabilan učinak deoksidacije: njegov kapacitet deoksidacije je superiorniji od tradicionalnih aluminijskih deoksidansa. Produkti deoksidacije su veće čestice, što ih čini lakšim za plutanje i odvajanje, smanjujući ostatke ne-metalnih inkluzija u čeliku. Također može promijeniti oblik i svojstva inkluzija, sprječavajući njihov nepovoljan utjecaj na svojstva čelika.

3. Optimizirana izvedba taljenja i obrade: Dodavanje kalcija rastaljenom čeliku stvara snažan egzotermni učinak. Kada se kalcij pretvara u paru kalcija, on miješa rastaljeni čelik, dodatno potičući flotaciju inkluzija. Kada zamjenjuje aluminij kao konačni dezoksidant, učinkovito rješava probleme poput začepljenja mlaznice lonca i začepljenja mlaznice lijevka za kontinuirano lijevanje, osiguravajući kontinuitet taljenja.

4. Poboljšanje performansi osnovnog materijala: ne samo da pročišćava rastaljeni čelik i željezo, već također poboljšava plastičnost, udarnu žilavost i fluidnost čelika. Istovremeno, optimizira morfologiju i distribuciju grafita u lijevanom željezu, poboljšavajući ukupna mehanička svojstva gotovog materijala.

III. Područja primjene
1. Industrija proizvodnje čelika
Prikladno za proizvodnju konvencionalnih vrsta čelika kao što su visoko{0}}kvalitetni čelik, nisko-ugljični čelik, nehrđajući čelik i čelik za tračnice, kao i specijalnih legura kao što su legure na bazi nikla-i-titana. Služi kao deoksidizator jezgre, desumporizator i modifikator inkluzije, kontrolirajući sadržaj kisika i sumpora na ekstremno niske razine.

Može se koristiti kao sredstvo za zagrijavanje u konverterskoj proizvodnji čelika za kompenzaciju gubitaka temperature tijekom procesa taljenja; u metalurgiji lonca, može se precizno dodati ubrizgavanjem praha ili punjenjem žice za jezgru kako bi se postigla precizna kontrola sastava rastaljenog čelika.

2. Ljevačka industrija
Koristi se kao inokulant za lijevano željezo, pospješujući stvaranje fino-zrnatog ili sferoidnog grafita, što rezultira ravnomjernijom raspodjelom grafita u sivom lijevanom željezu, smanjuje tendenciju bijelog lijevanog željeza i poboljšava obradivost i mehaničku stabilnost lijevanog željeza.

Kao aditiv u proizvodnji nodularnog željeza, djeluje na povećanje sadržaja silicija i desumporizaciju, učinkovito pročišćavanje rastaljenog željeza, smanjenje nedostataka kao što su poroznost i inkluzije u odljevcima i optimiziranje kvalitete proizvoda od lijevanog željeza.

3. Ostale aplikacije
Široko se koristi u posebnim scenarijima sa strogim zahtjevima za čistoćom materijala i performansama, kao što je proizvodnja čelika posebnih performansi potrebnih u-proizvodnji vrhunskih strojeva i zrakoplovstvu, pružajući osiguranje materijala za kritične komponente.