Aliatge de calci silici (CaSi)és un agent de refinament de compostos altament eficient en la indústria metal·lúrgica. Mitjançant l'efecte sinèrgic del silici (Si) i el calci (Ca), s'aconsegueix una desoxidació profunda, desulfuració i modificació d'inclusió, determinant directament la puresa de l'acer fos i el rendiment global de l'acer. És un material auxiliar bàsic en la producció d'acer de gamma mitjana--alta-.
Avantatges bàsics:Alta eficiència de desoxidació i desulfuració, excel·lent efecte de modificació d'inclusió; El refinament profund es pot aconseguir amb una addició de només un 0,2%-0,5% per tona d'acer, el que el converteix en l'agent de refinament compost preferit per a la producció d'acer de gamma alta.
Forma i embalatge:Blocs (aptes per a la refinació de cullerots),pols de silici calci/filferro amb nucli (apte per a processos de colada contínua), envasat en bidons de ferro a prova d'humitat-o bosses de tones; El transport internacional requereix un segellat per evitar l'oxidació.
Principi de desoxidació i efecte quantitatiu de l'aliatge de silici i calci
(1) Mecanisme de desoxidació del nucli: silici-sinèrgia de calci, purificació profunda
Desoxidació bàsica del silici:
Principi de reacció:Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe (espontani en acer fos a 1500-1600 graus), SiO₂ té una densitat molt més baixa que l'acer fos i flota fàcilment per formar escòries;
Avantatges clau:La desoxidació suau evita l'ebullició violenta de l'acer fos i el SiO₂ generat pot formar inclusions compostes de baix -punt de fusió- amb altres òxids (com ara CaO・SiO₂), millorant encara més l'eficiència de la separació.
Desoxidació millorada per calci:
Principi de reacció:2Ca + O₂ → 2CaO, Ca + Al₂O₃ → CaO・Al₂O₃. El calci té una afinitat més forta per l'oxigen que el silici i l'alumini, eliminant traces d'oxigen residual a l'acer fos alhora que modifica les inclusions d'Al₂O₃ dures i trencadisses.
Rol únic:Les bombolles formades per la volatilització del calci remenen l'acer fos, afavorint la col·lisió i la flotació de les inclusions, millorant així la uniformitat de la desoxidació.
Efecte de desoxidació sinèrgica:
El silici primer redueix el contingut d'oxigen a l'acer fos, creant condicions per a la desoxidació del calci. El Ca₂SiO₄ resultant i altres compostos compostos milloren encara més l'eficiència de desoxidació, millorant-la entre un 30% i un 40% en comparació amb la desoxidació de silici o calci únic.
Efectes quantitatius per escenari
| Tipus d'acer | Quantitat d'addició d'aliatge CaSi | Contingut inicial d'oxigen (ppm) | Contingut d'oxigen després del refinament (ppm) | Eficàcia de desoxidació |
|---|---|---|---|---|
| Acer al carboni normal (Q235) | 0.2%-0.3% | 80-100 | 40-50 | 45%-60% |
| Acer de baixa-aliatge-alta resistència (Q355) | 0.3%-0.4% | 90-110 | 35-45 | 55%-68% |
| Acer inoxidable (304) | 0.4%-0.5% | 100-120 | 25-35 | 65%-79% |
| Acer estructural d'aliatge (40Cr) | 0.3%-0.4% | 85-105 | 30-40 | 58%-71% |
Principi de desulfuració i efectes quantitatius de l'aliatge de silici i calci
(1) Mecanisme de desulfuració del nucli: el calci com a factor dominant, silici com a co-factor auxiliar
Desulfuració dominant-de calci:
Principi de reacció:Ca + FeS → CaS + Fe (preferiblement en acer fos), CaS té un punt de fusió de 2450 graus, és insoluble en acer fos, precipita com a partícules sòlides i flota a l'escòria;
Avantatges clau:El calci té una afinitat molt forta pel sofre i la seva capacitat de desulfuració és de 5 a 10 vegades la del manganès, reduint el contingut de sofre a l'acer fos per sota del 0,01%.
Funció auxiliar del silici:
Redueix la tensió superficial de l'acer fos, afavoreix la col·lisió i l'agregació de partícules de CaS i accelera la seva flotació i separació;
Redueix el contingut d'oxigen de l'acer fos durant la desoxidació, reduint la interferència de l'oxigen en la reacció de desulfuració (evitant la generació de SO₂) i millorant la velocitat de conversió de la reacció de desulfuració.
(2) Efectes quantitatius per escenari
| Tipus d'acer | Quantitat d'addició d'aliatge SiCa | Contingut inicial de sofre (%) | Contingut de sofre després del refinament (%) | Eficiència de desulfuració | Valor bàsic |
|---|---|---|---|---|---|
| Acer al carboni normal (Q235) | 0.2%-0.3% | 0.03-0.05 | 0.015-0.025 | 30%-50% | Eviteu la fragilitat tèrmica |
| Acer de baixa-aliatge-alta resistència (Q355) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.008-0.015 | 55%-70% | Millorar la soldabilitat |
| Acer inoxidable (304) | 0.4%-0.5% | 0.015-0.03 | 0.003-0.008 | 70%-85% | Millorar la resistència a la corrosió |
| Acer -resistent al desgast (NM450) | 0.3%-0.4% | 0.02-0.04 | 0.006-0.012 | 65%-80% | Millorar la resistència al desgast |
Factors clau que afecten els efectes de desoxidació i desulfuració i control pràctic
Temperatura de l'acer:La temperatura de reacció òptima és de 1500-1600 graus. Si la temperatura és massa baixa (<1450℃), the reaction rate decreases; if the temperature is too high (>1650 graus), augmenta la pèrdua de volatilització del calci.
Mètode d'addició:El mètode d'alimentació de filferro (filferro amb nucli de calci silici) s'utilitza en el refinament de cullerots. La uniformitat de l'addició és bona i l'eficiència de desoxidació i desulfuració és un 15% -20% superior a la de l'alimentació directa.
Contingut inicial d'oxigen i sofre a l'acer:Quan el contingut d'oxigen i sofre és massa elevat, la quantitat afegida s'ha d'augmentar adequadament o afegir-se per etapes per evitar una reacció insuficient.
