Ca-Si сплав: стимулиране на металургичните постижения и спестявания

Si{0}}Ca сплавта е композитна феросплав със силиций и калций като основни компоненти, допълнени с малки количества примесни елементи като желязо, алуминий и въглерод. Благодарение на отличните си металургични свойства, той се превърна в незаменим ключов спомагателен материал при производството на високо-качествена стомана и чугун. Следва подробно обсъждане от три аспекта: метод на приготвяне, предимства в производителността и области на приложение:

I. Метод на приготвяне
1. Избор на суровини и пропорциониране: Основните суровини са силициев диоксид (осигуряващ силиций), вар (осигуряващ калций) и кокс (като редуциращ агент и екзотермичен агент). Чистотата на суровините е строго контролирана, за да се намали въвеждането на примеси. Според целевия клас на продукта (съгласно стандарта YB 525-65 съдържанието на калций е не по-малко от 24%, 28% или 31%), пропорциите на всяка суровина са прецизно коригирани, за да положат основата за реакцията на топене.

2. Процес на топене при висока-температура: Пропорционалните суровини се подават в потопена дъгова пещ и се топят в силна редуцираща атмосфера при 1500-1800 градуса. По време на процеса на топене варовик и силициев диоксид първо образуват шлака от калциев силикат с ниска{5}}точка на топене-, което влияе върху процеса на редукционна реакция. Едновременно с това калцият и силицийът лесно се изпаряват при високи температури (степен на загуба приблизително 10% всеки), а междинните продукти калциев карбид (CaC₂) и силициев карбид (SiC) участват в последващи реакции. Поради ниската плътност на силициево-калциевата сплав, тя има тенденция да се концентрира в горната част на разтопения басейн, което изисква специални мерки за ефективно отделяне на сплавта от шлаката по време на източване.

3. Основни методи за топене: В промишленото производство често използваните методи включват смесено хранене, послойно захранване, метод с калциев карбид и метод на електросилициева термична редукция. Всички те са базирани на шлака режими на топене, адаптивни към различни производствени мащаби и изисквания към продукта.

4. Формоване и сортиране: След топене сплавта се охлажда и се оформя в естествени блокове, след което се натрошава и пресява на стандартни блокове (10-60 mm) или силициево-калциев прах (0-3 mm), за да отговори на морфологичните изисквания на различни приложения.

II. Предимства на производителността

1. Изключителен композитен капацитет за пречистване: И калцият, и силицийът имат силен афинитет към кислорода, а калцият може също така ефективно да се комбинира с елементи като сяра, азот, водород и въглерод. Това дава на силициево-калциевата сплав множество функции, включително деоксидация, десулфуризация, обезгазяване и фиксиране на сяра, като значително намалява съдържанието на примеси в разтопената стомана и допринася за производството на чиста стомана.

2. Високоефективен и стабилен ефект на дезоксидация: Неговият капацитет на дезоксидация е по-добър от традиционните алуминиеви дезоксиданти. Продуктите на дезоксидация са по-големи частици, което ги прави по-лесни за плаване и отделяне, намалявайки остатъците от не-метални включвания в стоманата. Той може също така да промени формата и свойствата на включванията, предотвратявайки неблагоприятното им въздействие върху свойствата на стоманата.

3. Оптимизирана производителност на топене и обработка: Добавянето на калций към разтопената стомана генерира силен екзотермичен ефект. Когато калцият се превръща в калциеви пари, той разбърква разтопената стомана, като допълнително насърчава флотацията на включванията. Когато замества алуминия като крайния дезоксидант, той ефективно решава проблеми като запушване на дюзата на кофата и запушване на дюзата на разливния съд за непрекъснато леене, осигурявайки непрекъснатост на топенето.

4. Подобряване на производителността на основния материал: Той не само пречиства разтопената стомана и желязо, но също така подобрява пластичността, ударната якост и течливостта на стоманата. Едновременно с това оптимизира морфологията и разпределението на графита в чугуна, подобрявайки цялостните механични свойства на крайния материал.

III. Области на приложение
1. Стоманодобивна промишленост
Подходящ за производство на конвенционални видове стомана като високо-качествена стомана, ниско-въглеродна стомана, неръждаема стомана и релсова стомана, както и специални сплави като сплави на основата на никел-и сплави на базата на-титан. Той служи като основен дезоксидатор, десулфуризатор и модификатор на включването, като контролира съдържанието на кислород и сяра до изключително ниски нива.

Може да се използва като нагревателен агент в конверторното производство на стомана за компенсиране на температурните загуби по време на процеса на топене; в металургията на кофата може да се добави прецизно чрез инжектиране на прах или подаване на сърцевина, за да се постигне прецизен контрол на състава на стопената стомана.

2. Леярска промишленост
Използва се като инокулант за чугун, насърчавайки образуването на фино-зърнест или сфероиден графит, което води до по-равномерно разпределение на графита в сивия чугун, намалява тенденцията за бял чугун и подобрява обработваемостта и механичната стабилност на чугуна.

Като добавка в производството на сферографитен чугун, той функционира за увеличаване на съдържанието на силиций и десулфуриране, ефективно пречистване на стопеното желязо, намаляване на дефекти като порьозност и включвания в отливките и оптимизиране на качеството на продуктите от чугун.

3. Други приложения
Широко използван в специални сценарии със строги изисквания за чистота на материала и производителност, като например производството на стомани със специални характеристики, необходими в-производството на машини от висок клас и аерокосмическата промишленост, осигурявайки материална гаранция за критични компоненти.