Кальцієво-кремнієві сплавив основному складаються з кальцію (Ca) і кремнію (Si), а деякі елементи, такі як барій і алюміній, підтримують їх адаптивність до різних застосувань:
Діапазон складу:Ca 28%-35%, Si 55%-65%, домішки Al Менше або дорівнює 2,0%, S Менше або дорівнює 0,04%, P Менше або дорівнює 0,04%
Фізичні властивості:Температура плавлення 1250-1350 градусів, щільність 2,5-2,8 г/см³, у формі шматків (5-30 мм) або гранул (1-10 мм), виявляючи сильну хімічну активність при високих температурах.
Основні функції:Поєднуючи десульфурацію, розкислення, легування та очищення зерна, це «багато-композитний агент» у металургійній промисловості.
Основні сценарії застосування кремнієво-кальцієвого сплаву
(1) Сталеплавильна промисловість: основна сировина для десульфурації, розкислення та легування
Силіконкальцієвий сплав — це високо-ефективний композиційний функціональний матеріал у сталеливарній промисловості, особливо придатний для виробництва високо-сталі та сталі з ультра-низьким вмістом сірки. Його основні програми такі:
Глибока десульфурація:
Механізм дії:Кальцій реагує з сіркою з надзвичайно низькою вільною енергією, спонтанно утворюючи CaS (температура плавлення 2450 градусів, майже нерозчинний у розплавленій сталі) при високих температурах. Кремній одночасно розкислює та оптимізує реакційне середовище (англ.: Ca + S → CaS, Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe);
Кількісний ефект:Додавання 0,1%-0,5% може знизити вміст сірки в розплавленій сталі з 0,05%-0,08% до рівня нижче 0,01% (стандарт сталі з наднизьким вмістом сірки), досягаючи рівня десульфурації 80%-95%;
Відповідні сценарії: високоякісні-марки сталі, чутливі до вмісту сірки, як-от підшипникова сталь, пружинна сталь і нержавіюча сталь.
Високо{0}}ефективне розкислення:
Механізм дії:Кальцій має більш сильну розкислювальну здатність, ніж алюміній і кремній. Він може реагувати з киснем і оксидами розплавленої сталі з утворенням CaO, а також може відновлювати включення Al₂O₃ (утворюючи низько{1}}температуру-плавлення CaO・Al₂O₃), які легко видаляються флотацією.
Кількісний ефект:При додаванні 0,2%-0,3% вміст кисню в розплавленій сталі знижується з 80-100ppm до 20-30ppm, загальна кількість оксидних включень зменшується на 60%-70%, а рівень дефектності поверхні сталевих заготовок зменшується з 1,2% до 0,3%.
Відповідні сценарії:Виробництво низько{0}}легованої високо-сталі та електротехнічної кремнієвої сталі, що покращує продуктивність обробки та термін служби сталі.
Легування та підвищення продуктивності:
Механізм дії: Атоми кальцію та кремнію включені в решітку фериту, викликаючи спотворення решітки, перешкоджаючи руху дислокацій і збільшуючи розмір зерен;
Кількісний ефект:Додавання 0,1%-0,2% феросиліційно-кальцієвого сплаву до низьколегованої конструкційної сталі підвищує міцність на розрив на 10%-15% і ударну в’язкість (-20 градусів) на 20%-30%, що робить його придатним для інженерних машин і мостової сталі;
(2) Ливарна промисловість: основні компоненти модифікатора та сфероїдизуючого агента
Сплав SiCa в основному використовується у виробництві сірого чавуну та ковкого чавуну для покращення однорідності структури лиття та механічних властивостей:
Застосування інокулянту:
Механізм дії:Сприяє випаданню графітизації, покращує зерна графіту та структуру матриці та запобігає схильності до білого чавуну;
Кількісний ефект:Додавання 0,1%-0,3% гранульованого феррокальцієво-кремнієвого сплаву (1-3 мм) (сірий чавун) підвищує міцність виливків на розрив із 200 МПа до 280 МПа та покращує ударну в’язкість. 133%, кількість брухту зменшується з 8% до 3%; Підходить для: прецизійного литва, наприклад, блоків двигунів і верстатів.
Компоненти сфероидизатора:
Механізм дії:Використовується в поєднанні з магнієм і рідкоземельними елементами (такими яккремній кальцієво-барієві сплави) сприяти кристалізації графіту в сферичні форми, покращуючи в'язкість і міцність ковкого чавуну;
Ефект:Швидкість сфероїдизації може сягати понад 90%, міцність на розрив ковкого чавуну більше або дорівнює 450 МПа, подовження більше або дорівнює 10%, підходить для-несучих частин, таких як автомобільні колінчасті вали та шестерні;
Переваги:Порівняно з окремими магнієвими сфероїдизуючими агентами кальцієво-кремнієві сплави можуть зменшити швидкість спалювання магнію на 15%–20%, зменшуючи виробничі витрати.
(3) Виробництво феросплавів: високо-ефективний відновлювач і рафінуючий агент
Сплави CaSi завдяки сильним відновним властивостям і низькому вмісту вуглецю (менше або дорівнює 0,1%) є ідеальними відновниками для виробництва низько-вуглецевих феросплавів.
Основні програми:
Механізм дії:Відновлює оксиди ванадію, титану, ніобію тощо, щоб отримати низько{1}}вуглецевий ферованадій, феротитан, фероніобій тощо, уникаючи збагачення вуглецем;
Відповідні сценарії:Ви-виробництво високоякісних феросплавів, які використовуються в аерокосмічній промисловості й галузі електронних матеріалів.
Функція очищення:Видаляє такі домішки, як сірка та фосфор, із феросплавів, покращуючи чистоту продукту. Наприклад, під час виробництва-феромарганцю високої чистоти додавання кальцієво-кремнієвих сплавів знижує вміст сірки з 0,05% до рівня нижче 0,01%, що відповідає вимогам-виплавки високоякісної сталі.
(4) Інші сценарії застосування
Виплавка -кольорових металів:Як рафінуючий агент для алюмінієвих та мідних сплавів, він видаляє домішки кисню та сірки, покращуючи чистоту та текучість металу; при додаванні 0,3%-0,5% вміст кисню в алюмінієвих сплавах знижується з 50-80ppm до 20-30ppm, знижуючи пористість пористості виливків на 70%; Відповідні сценарії: виробництво аерокосмічного алюмінієвого сплаву та прецизійного мідного сплаву.
Зварювальні матеріали:Як сировина для зварювальних стрижнів і флюсових покриттів, з додаванням 20%-30%, він розкислює і десульфурує під час зварювання, покращуючи міцність зварного шва та стійкість до корозії; міцність зварного шва на розрив більше або дорівнює 400 МПа, а час корозійної стійкості до соляного туману подовжено в 2 рази; Відповідні сценарії: будівництво та зварювання машин.
Адаптація застосування та логіка вибору різних сортів CaSi сплавів
(1) Основні оцінки та таблиця адаптації програми
| Сорт кремнієво-кальцієвого сплаву | Основні компоненти (Ca/Si) | Основні сценарії застосування | Рекомендоване доповнення |
| CaSi3060 | 30%/60% | Розкислення при традиційному виробництві сталі, модифікація низько{0}}легованих виливків | 0,1%-0,2% (виробництво сталі), 0,1%-0,3% (лиття) |
| CaSi3262 | 32%/62% | Десульфурація в-виробництві високоякісної сталі, сфероїдізація в точному литті | 0,2%-0,5% (сталеплавильна), 0,2%-0,4% (лиття) |
| CaSi3560 | 35%/60% | Рафінування сталі з ультра-низьким вмістом сірки, відновники у виробництві феросплавів | 0,3%-0,5% (виробництво сталі), 1,2-1,5 т/т сплаву (ферросплав) |
(2) Основні принципи вибору
Пріоритет продуктивності:У високоякісній-сталі та точному литті слід використовувати -високий вміст кальцію (Ca більше або дорівнює 32%), щоб забезпечити ефекти десульфурації та розкислення;
Баланс витрат:Звичайна сталь і звичайне лиття мають використовувати середній{0}}кальцієвий вміст (Ca 30%-32%), щоб збалансувати продуктивність і вартість;
Адаптація процесу:Для виробництва сталі слід використовувати блочні (5-30 мм) матеріали, для лиття — зернисті (1-3 мм), а для виробництва феросплавів — блочні (10-50 мм).
