Kalcio silicio lydinys (CaSi)yra labai efektyvus kompozitinis rafinavimo agentas metalurgijos pramonėje. Dėl sinergetinio silicio (Si) ir kalcio (Ca) poveikio pasiekiamas gilus deoksidavimas, desulfuravimas ir įtraukimo modifikavimas, tiesiogiai nulemdamas išlydyto plieno grynumą ir bendrą plieno našumą. Tai pagrindinė pagalbinė medžiaga gaminant vidutinės -ir -aukštos{4}} klasės plieną.
Pagrindiniai privalumai:Didelis deoksidacijos ir desulfuravimo efektyvumas, puikus įtraukimo modifikavimo efektas; gilų rafinavimą galima pasiekti pridedant tik 0,2 %-0,5 % vienai tonai plieno, todėl tai yra tinkamiausia sudėtinė rafinavimo priemonė aukščiausios klasės plieno gamybai.
Forma ir pakuotė:Blokai (tinkami kaušams valyti),kalcio silicio milteliai/viela su šerdimi (tinkama nepertraukiamo liejimo procesams), supakuota į drėgmei{0}}atsparius geležinius būgnus arba tonų maišus; tarptautiniam transportavimui reikalingas sandarinimas, kad būtų išvengta oksidacijos.
Silicio kalcio lydinio deoksidacijos principas ir kiekybinis poveikis
(1) Pagrindinis deoksidacijos mechanizmas: silicio -kalcio sinergija, gilus valymas
Pagrindinė silicio deoksidacija:
Reakcijos principas:Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (spontaniškas išlydytame pliene 1500–1600 laipsnių temperatūroje), SiO₂ yra daug mažesnio tankio nei išlydyto plieno ir lengvai plūduriuoja sudarydamas šlaką;
Pagrindiniai privalumai:Dėl švelnios deoksidacijos išvengiama stipraus išlydyto plieno virimo, o susidaręs SiO₂ gali sudaryti žemos -lydymosi- temperatūros sudėtinius inkliuzus su kitais oksidais (pvz., CaO・SiO₂), taip dar labiau pagerindamas atskyrimo efektyvumą.
Patobulinta kalcio deoksidacija:
Reakcijos principas:2Ca + O₂ → 2CaO, Ca + Al2O3 → CaO・Al₂O3. Kalcis turi stipresnį afinitetą deguoniui nei silicis ir aliuminis, todėl išlydytame pliene pašalinami nedideli deguonies likučiai, modifikuojant kietus ir trapius Al2O3 intarpus.
Unikalus vaidmuo:Garinant kalcį susidarę burbuliukai maišo išlydytą plieną, skatindami inkliuzų susidūrimą ir flotaciją, taip pagerindami deoksidacijos vienodumą.
Sinerginis deoksidacijos efektas:
Silicis pirmiausia sumažina deguonies kiekį išlydytame pliene, sudarydamas sąlygas kalcio deoksidacijai. Gautas Ca2SiO₄ ir kiti sudėtiniai junginiai dar labiau padidina deoksidacijos efektyvumą, pagerindami jį 30–40%, palyginti su vieno silicio arba kalcio deoksidacija.
Kiekybinis poveikis pagal scenarijų
| Plieno tipas | CaSi lydinio pridėjimo kiekis | Pradinis deguonies kiekis (ppm) | Deguonies kiekis po rafinavimo (ppm) | Deoksidacijos efektyvumas |
|---|---|---|---|---|
| Įprastas anglinis plienas (Q235) | 0.2%-0.3% | 80-100 | 40-50 | 45%-60% |
| Mažai{0}}legiruotas didelio-stiprumo plienas (Q355) | 0.3%-0.4% | 90-110 | 35-45 | 55%-68% |
| Nerūdijantis plienas (304) | 0.4%-0.5% | 100-120 | 25-35 | 65%-79% |
| Legiruotasis konstrukcinis plienas (40Cr) | 0.3%-0.4% | 85-105 | 30-40 | 58%-71% |
Sieros pašalinimo principas ir silicio kalcio lydinio kiekybinis poveikis
(1) Pagrindinis desulfuravimo mechanizmas: kalcis kaip dominuojantis veiksnys, silicis kaip pagalbinis ko{1}}faktorius
Kalcis{0}}Dominuojantis desulfuravimas:
Reakcijos principas:Ca + FeS → CaS + Fe (geriausia išlydytame pliene), CaS lydymosi temperatūra yra 2450 laipsnių, netirpsta išlydytame pliene, nusėda kaip kietos dalelės ir plūduriuoja į šlaką;
Pagrindiniai privalumai:Kalcis turi labai stiprų afinitetą sierai, o jo desulfuravimo pajėgumas yra 5–10 kartų didesnis nei mangano, todėl sieros kiekis išlydytame pliene sumažėja iki mažiau nei 0,01%.
Pagalbinis silicio vaidmuo:
Sumažina išlydyto plieno paviršiaus įtempimą, skatina CaS dalelių susidūrimą ir agregaciją, pagreitina jų plaukimą ir atsiskyrimą;
Sumažina deguonies kiekį išlydytame pliene deoksidacijos metu, sumažina deguonies trukdžius desulfuravimo reakcijai (išvengiant SO₂ susidarymo) ir pagerina desulfuravimo reakcijos konversijos greitį.
(2) Kiekybinis poveikis pagal scenarijų
| Plieno tipas | SiCa lydinio pridėjimo kiekis | Pradinis sieros kiekis (%) | Sieros kiekis po rafinavimo (%) | Desulfuracijos efektyvumas | Pagrindinė vertė |
|---|---|---|---|---|---|
| Įprastas anglinis plienas (Q235) | 0.2%-0.3% | 0.03-0.05 | 0.015-0.025 | 30%-50% | Venkite terminio trapumo |
| Mažai{0}}legiruotas didelio-stiprumo plienas (Q355) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.008-0.015 | 55%-70% | Pagerinti suvirinamumą |
| Nerūdijantis plienas (304) | 0.4%-0.5% | 0.015-0.03 | 0.003-0.008 | 70%-85% | Padidinkite atsparumą korozijai |
| Dėvėjimui{0}}atsparus plienas (NM450) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.006-0.012 | 65%-80% | Pagerinkite atsparumą dilimui |
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos deoksidacijos ir sieros pašalinimo poveikiui ir praktinei kontrolei
Plieno temperatūra:Optimali reakcijos temperatūra yra 1500-1600 laipsnių. Jei temperatūra per žema (<1450℃), the reaction rate decreases; if the temperature is too high (>1650 laipsnių), padidėja kalcio garavimo nuostoliai.
Papildymo būdas:Vielos padavimo būdas (kalcio silicio šerdies viela) naudojamas kaušų rafinavimui. Papildymo vienodumas yra geras, o deoksidacijos ir desulfuracijos efektyvumas yra 15–20% didesnis nei tiesioginio šėrimo.
Pradinis deguonies ir sieros kiekis pliene:Kai deguonies ir sieros kiekis yra per didelis, pridedamas kiekis turi būti atitinkamai padidintas arba pridedamas etapais, kad būtų išvengta nepakankamos reakcijos.
