Легура калцијум силикона (ЦаСи)је високо ефикасно средство за рафинацију композита у металуршкој индустрији. Кроз синергистички ефекат силицијума (Си) и калцијума (Ца), постиже дубоку деоксидацију, десулфуризацију и модификацију укључивања, директно одређујући чистоћу растопљеног челика и укупне перформансе челика. То је основни помоћни материјал у производњи челика средњег{2}}до-високог-класе.
Основне предности:Висока ефикасност деоксидације и десулфуризације, одличан ефекат модификације укључивања; дубоко пречишћавање се може постићи додатком од само 0,2%-0,5% по тони челика, што га чини пожељним композитним средством за рафинацију за врхунску производњу челика.
Форма и паковање:Блокови (погодни за рафинацију у ливади),калцијум силицијум у праху/жица са језгром (погодна за процесе континуираног ливења), упакована у гвоздене бубњеве{0}}отпорне на влагу или вреће од тона; међународни транспорт захтева заптивање ради спречавања оксидације.
Принцип деоксидације и квантитативни ефекат легуре силицијум калцијума
(1) Основни механизам деоксидације: силицијум-Синергија калцијума, дубинско пречишћавање
Основна деоксидација силицијума:
Принцип реакције:Си + 2ФеО → СиО₂ + 2Фе (спонтано у растопљеном челику на 1500-1600 степени), СиО₂ има много мању густину од растопљеног челика и лако плута и формира шљаку;
Кључне предности:Блага деоксидација избегава насилно кључање истопљеног челика, а створени СиО₂ може да формира композитне инклузије ниске-тачке-тачке топљења са другим оксидима (као што је ЦаО・СиО₂), додатно побољшавајући ефикасност одвајања.
Побољшана деоксидација калцијумом:
Принцип реакције:2Ца + О₂ → 2ЦаО, Ца + Ал₂О₃ → ЦаО・Ал₂О₃. Калцијум има јачи афинитет према кисеонику од силицијума и алуминијума, уклањајући трагове заосталог кисеоника у растопљеном челику док модификује тврде и крхке Ал₂О₃ инклузије.
Јединствена улога:Мехурићи формирани испаравањем калцијума мешају истопљени челик, промовишући колизију и флотацију инклузија, чиме се побољшава униформност деоксидације.
Синергистички ефекат деоксидације:
Силицијум прво смањује садржај кисеоника у истопљеном челику, стварајући услове за деоксидацију калцијума. Добијени Ца₂СиО₄ и друга композитна једињења додатно побољшавају ефикасност деоксидације, побољшавајући је за 30%-40% у поређењу са једноструком деоксидацијом силицијума или калцијума.
Квантитативни ефекти по сценарију
| Стеел Типе | Додатна количина легуре ЦаСи | Почетни садржај кисеоника (ппм) | Садржај кисеоника након рафинирања (ппм) | Ефикасност деоксидације |
|---|---|---|---|---|
| Обичан угљенични челик (К235) | 0.2%-0.3% | 80-100 | 40-50 | 45%-60% |
| Ниско{0}}легирани челик високе{1}}врсте (К355) | 0.3%-0.4% | 90-110 | 35-45 | 55%-68% |
| Нерђајући челик (304) | 0.4%-0.5% | 100-120 | 25-35 | 65%-79% |
| Легирани конструкциони челик (40Цр) | 0.3%-0.4% | 85-105 | 30-40 | 58%-71% |
Принцип одсумпоравања и квантитативни ефекти легуре силицијум калцијума
(1) Основни механизам одсумпоравања: калцијум као доминантни фактор, силицијум као помоћни ко{1}}фактор
Одсумпоравање{0}}доминантног калцијума:
Принцип реакције:Ца + ФеС → ЦаС + Фе (пожељно у истопљеном челику), ЦаС има тачку топљења од 2450 степени, нерастворљив је у истопљеном челику, таложи се као чврсте честице и плута у шљаци;
Кључне предности:Калцијум има веома јак афинитет за сумпор, а његов капацитет одсумпоравања је 5-10 пута већи од мангана, смањујући садржај сумпора у растопљеном челику на испод 0,01%.
Помоћна улога силикона:
Смањује површински напон растопљеног челика, промовише судар и агрегацију ЦаС честица и убрзава њихово плутање и одвајање;
Смањује садржај кисеоника у растопљеном челику током деоксидације, смањујући ометање кисеоника у реакцији одсумпоравања (избегавајући стварање СО₂) и побољшавајући стопу конверзије реакције одсумпоравања.
(2) Квантитативни ефекти по сценарију
| Стеел Типе | Додатна количина легуре СиЦа | Почетни садржај сумпора (%) | Садржај сумпора након рафинирања (%) | Ефикасност одсумпоравања | Основна вредност |
|---|---|---|---|---|---|
| Обичан угљенични челик (К235) | 0.2%-0.3% | 0.03-0.05 | 0.015-0.025 | 30%-50% | Избегавајте термичку ломљивост |
| Ниско{0}}легирани челик високе{1}}врсте (К355) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.008-0.015 | 55%-70% | Побољшајте заварљивост |
| Нерђајући челик (304) | 0.4%-0.5% | 0.015-0.03 | 0.003-0.008 | 70%-85% | Повећајте отпорност на корозију |
| Челик отпоран на хабање (НМ450) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.006-0.012 | 65%-80% | Побољшајте отпорност на хабање |
Кључни фактори који утичу на ефекте деоксидације и одсумпоравања и практичну контролу
Температура челика:Оптимална температура реакције је 1500-1600 степени. Ако је температура прениска (<1450℃), the reaction rate decreases; if the temperature is too high (>1650 степени), губитак испаравања калцијума се повећава.
Метод сабирања:Метода храњења жице (жица са језгром од калцијума и силикона) се користи у пречишћавању лонца. Уједначеност додавања је добра, а ефикасност деоксидације и одсумпоравања је 15%-20% већа од оне код директног храњења.
Почетни садржај кисеоника и сумпора у челику:Када је садржај кисеоника и сумпора превисок, додату количину треба повећати на одговарајући начин или додати у фазама како би се избегла недовољна реакција.
