Sammensætning og kvaliteter af siliciumcalciumlegering
Siliciumcalciumlegering, også skrevet calciumsiliciumlegering eller CaSi, er en sammensat ferrolegering fremstillet ved carbotermisk reduktion af kvarts og kalk i en nedsænket lysbueovn. Typiske kommercielle kvaliteter indeholder 28 til 32 procent calcium og 55 til 65 procent silicium, med jern, aluminium og kulstof kontrolleret som resterende elementer. Kinesisk forsyning er normalt specificeret under YB/T 5051, som fastsætter kemiske intervaller og partikelstørrelsesklasser for klump- og pulverformer. Kernetrådskvaliteter bruger et finere, sigtet pulver, der flyder konsekvent under injektion, mens klumpkvaliteter bruges til øse- og ovntilsætninger.
Deoxidation og inklusionsmodifikation
Calcium har en meget høj affinitet til oxygen og svovl, så silicium-calciumlegering fjerner opløst oxygen mere fuldstændigt end silicium eller mangan alene. Reaktionen danner flydende calciumaluminater i stedet for faste aluminiumoxidklynger. Disse kugleformede indeslutninger er blødere, deformerbare og nemmere at flyde ud af smelten, hvilket øger stålets renhed. Fordi indeslutningerne forbliver flydende ved støbetemperaturer, reduceres dysetilstopning i kontinuerlig støbning betydeligt, og aluminium-dræbte stål kører med en mere stabil støbesekvens.
Fordele for stålkvalitet og støbeevne
Behandling med silicium-calciumlegering forbedrer isotropien af mekaniske egenskaber, øger sejheden og udmattelseslevetiden og reducerer anisotropien forårsaget af stringer-indeslutninger i valsede plade-, rør- og smedeprodukter. Sulfid-indeslutninger omdannes til mindre skadelige calciumsulfider, hvilket mindsker risikoen for brint-induceret revnedannelse i stålrørsledninger. Varme til varme-konsistensen forbedres også, fordi det sidste deoxidationstrin er dybt og reproducerbart. Korrosionsbestandighed af færdige dele drager fordel af en renere matrix med færre elektrokemisk aktive indeslutninger.
Tilsætningsmetoder og Calciumgenvinding
Klumptilsætninger er enkle, men giver variabel genvinding, fordi calcium har et lavt kogepunkt og har en tendens til at fordampe. Den anbefalede industrielle metode er indsprøjtning med kernetråd, hvor en stålkappe fyldt med sigtet CaSi-pulver føres ind i øsen med en kontrolleret hastighed og dybde. Trådfodring placerer calcium under slaggelaget, øger genvindingen, reducerer røg og gør behandlingen gentagelig. Injektionshastighed, tråddiameter, taptemperatur og timingen i forhold til argon-omrøring har alle indflydelse på det endelige calciumindhold.
Kvalitetskontrol, emballering og håndtering
God praksis er at verificere hvert parti i forhold til det deklarerede kemikaliecertifikat og at kontrollere fugt før brug, da fugtigt materiale kan forårsage voldsomme reaktioner i øsen. Materialet leveres i ståltromler, big bags eller spoler af kernetråd og skal opbevares på et tørt, overdækket område. Sigteanalyse af pulverkvaliteter har betydning for trådfyldningskonsistensen. Rutinetjek af calcium- og siliciumindhold, svovl og fosfor gør det muligt for stålværket at forudsige genvinding og holde forholdet mellem calcium og aluminium inden for målvinduet.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvad er hovedfunktionen af siliciumcalciumlegering i stålfremstilling?
Det virker som et stærkt deoxiderings- og afsvovlingsmiddel og modificerer oxid- og sulfidindeslutninger til harmløse kugleformer.
Q: Hvilken standard dækker siliciumcalciumlegering?
Kinesisk forsyning er almindeligvis specificeret under YB/T 5051, som definerer kemisk sammensætning og størrelsesområder.
Q: Hvorfor foretrækkes kernetråd frem for tilsætning af klump?
Kernetråd placerer calcium under slaggelaget, hvilket giver højere og mere gentagelig calciumgenvinding med mindre røg.
Q: Forbedrer CaSi-behandling kontinuerlig støbning?
Flydende calciumaluminat indeslutninger modstår tilstopning, så støbesekvensen kører mere stabilt.
Q: Hvilket forhold mellem calcium og silicium er typisk?
De fleste kommercielle kvaliteter falder tæt på et calciumindhold på 28 til 32 procent med silicium omkring 55 til 65 vægtprocent.
