مقدمه
سیلیکون-کلسیم (CaSi)به دلیل ترکیبی از خواص سیلیکون و کلسیم به طور گسترده در متالورژی مدرن استفاده می شود.
در حالی که فروسیلیس عمدتاً به عنوان منبع سیلیکون و یک اکسید کننده استفاده می شود، یک آلیاژ حاوی کلسیم ابزار اضافی برای کنترل اجزای غیرفلزی به متالورژیست می دهد.
به همین دلیل استآلیاژ سیلیکون کلسیمتقاضا در تولید فولاد با کیفیت بالا، فولاد ویژه، برخی از گریدهای فولاد ضد زنگ و همچنین در ریخته گری.
چرا کلسیم در تولید فولاد مهم است؟
کلسیم از نظر شیمیایی بسیار واکنش پذیر است.
در دمای فرآیند فولادسازی، رفتار آن به طور قابل توجهی با رفتار سیلیکون، منگنز یا سایر عناصر آلیاژی رایج متفاوت است.
بنابراین، کلسیم معمولاً به عنوان یک جزء آلیاژی رایج به فولاد مایع اضافه نمی شود.
در عمل از مواد مخصوص حاوی کلسیم استفاده می شود از جملهCaSiو همچنین سیم های شاردار با پرکننده حاوی کلسیم.
هدف از چنین درمانی - به دست آوردن یک اثر کنترل شده با حداقل از دست دادن کلسیم فعال است.
1. اکسید زدایی
یکی از توابع اصلیآلیاژ سیلیکون کلسیماکسید زدایی است.
سیلیکون میل ترکیبی بالایی با اکسیژن دارد. هنگامی که CaSi به یک فلز مایع وارد می شود، سیلیکون در اتصال اکسیژن محلول شرکت می کند.
محصولات واکنش حاصل باید از حمام فلزی جدا شده و وارد سرباره شوند.
این مقدار اکسیژن محلول ناخواسته را کاهش می دهد.
با این حال، عملکرد صنعتی نشان می دهد که اثربخشی پردازش نه تنها با ترکیب شیمیایی CaSi تعیین می شود.
از اهمیت بالایی برخوردارند:
- دمای فلز؛
- زمان پردازش؛
- روش تجویز؛
- عمق درج؛
- سرعت تغذیه؛
- اندازه ذرات؛
- محتوای اکسیژن؛
- محتوای گوگرد؛
- ترکیب سرباره
2. گوگرد زدایی
دومین جهت مهم -حذف گوگرد.
گوگرد می تواند بر خواص فولاد تأثیر منفی بگذارد و به ویژه در برخی از فولادهای با عیار بالا نامطلوب است.
کلسیم قادر است گوگرد را برای تشکیل پیوند دهدCaS.
اما نمی توان فرض کرد که هر گونه افزایش در مقدار CaSi به طور خودکار کاهش متناسب گوگرد را تضمین می کند.
نتیجه به کل سیستم متالورژی بستگی دارد.
اگر غلظت گوگرد بیش از حد فلز زیاد باشد، مقداری از کلسیم را می توان به سرعت مصرف کرد و سولفید تشکیل داد.
بنابراین، CaSi معمولاً به عنوان بخشی از یک فناوری متالورژی ثانویه یکپارچه در نظر گرفته می شود.
3. اصلاح اجزاء غیر فلزی
این یکی از مهمترین فواید کلسیم است.
پس از اکسید زدایی آلومینیوم، آخال های آلومینات جامد می توانند در فولاد تشکیل شوند.
چنین گنجاندن ممکن است از نقطه نظر نامطلوب باشد:
- ریختن؛
- تمیزی فولاد؛
- پلاستیسیته؛
- قدرت خستگی؛
- ماشین کاری؛
- خطر گرفتگی تجهیزات پر کردن
درمان با کلسیم می تواند مورفولوژی و ترکیب این ترکیبات را تغییر دهد.
به جای ذرات جامد آلومینات بزرگ، آلومینات های کلسیم مطلوب تری می توانند تشکیل شوند.
به همین دلیل استدرمان کلسیمبه ویژه برای فولاد با کیفیت بالا مهم است.
مطالعات فرآیندهای متالورژی نشان می دهد که CaSi به طور گسترده ای به عنوان منبع کلسیم برای اصلاح آخال ها استفاده می شود.
4. بهبود ریخته گری مداوم
یکی از وظایف عملی فولادسازی جلوگیری از گرفتگی نازل های شناور و سایر عناصر سیستم ریخته گری پیوسته است.
اگر فولاد حاوی تعداد زیادی آخال غیر فلزی جامد باشد، می توان آنها را روی سطوح داخلی تجهیزات رسوب داد.
این می تواند منجر به:
- کاهش سطح جریان؛
- تامین فلز ناپایدار؛
- تغییر سرعت ریخته گری؛
- بدتر شدن کیفیت سطح؛
- توقف های تکنولوژیکی
درمان مناسب کلسیم به تغییر ویژگی های آخال ها و کاهش احتمال چنین مشکلاتی کمک می کند.
با این حال، دوز باید با در نظر گرفتن ترکیب شیمیایی فولاد محاسبه شود.
چرا CaSi بیش از حد نیز یک مشکل است
یک اشتباه رایج در بین خریداران مبتدی - این است که معتقدند "هرچه کلسیم بیشتر باشد، بهتر."
در عمل اینطور نیست.
کلسیم در دمای فولادسازی بسیار فرار و واکنش پذیر است.
بنابراین، اثربخشی استفاده از آن بستگی به این دارد که واقعاً چه مقدار کلسیم پس از فرآوری در فولاد باقی می ماند.
اگر مقدار مصرف اشتباه محاسبه شود، ممکن است مقداری از مواد بدون به دست آوردن اثر متالورژیکی مورد نیاز مصرف شود.
بنابراین، هنگام انتخابآلیاژ CaSiلازم است نه تنها محتوای کلسیم، بلکه فناوری مدیریت نیز در نظر گرفته شود.
CaSi و سیم هسته ای
در صنعت، CaSi را می توان به اشکال مختلف استفاده کرد.
یکی از معروف ترین -سیم هسته داریعنی سیم هسته دار.
مواد حاوی کلسیم در داخل پوسته فولادی قرار می گیرد.
سیم به طور مستقیم به فلز مایع تغذیه می شود.
این روش به شما امکان می دهد تا میزان مواد وارد شده و عمق عرضه آن را بهتر کنترل کنید.
با این حال، CaSi را می توان به صورت توده، گرانول یا پودر نیز عرضه کرد.
فرم تحویل با توجه به فرآیند خاص انتخاب می شود.
چه پارامترهای CaSi به ویژه برای متالورژیست مهم است؟
هنگام خرید باید بررسی کنید:
- حدود- جزء فعال اصلی.
- سی- منبع سیلیکون و بخشی از سیستم شیمیایی اولیه آلیاژ.
- ال- یک شاخص مهم برای فولادهایی است که در آنها کنترل دقیق ترکیب مورد نیاز است.
- سی- برای فولادهای کم کربن و خاص مهم است.
- P و S- به ویژه برای متالورژی با کیفیت مهم هستند.
- اندازه- اندازه مواد بر سرعت و روش درج آن تأثیر میگذارد.
- رطوبت- هنگام نگهداری و حمل و نقل، رطوبت باید کنترل شود.
چه فولادهایی می توانند از CaSi استفاده کنند
برنامه های کاربردی عبارتند از:
- فولاد ساختاری با کیفیت بالا؛
- فولاد کم آلیاژ؛
- فولاد بلبرینگ;
- فولاد ریلی;
- برخی از گریدهای فولاد ضد زنگ؛
- فولادهای ویژه؛
- آلیاژهای ریخته گری؛
- مقداری نیکل و آلیاژهای خاص
معیار اصلی - نام فولاد نیست، بلکه فناوری متالورژی خاص است.
CaSi در ریخته گری
علاوه بر فولادسازی،آلیاژ سیلیکون کلسیمقابل استفاده در صنعت ریخته گری
کلسیم و سیلیکون می توانند بر ساختار چدن تأثیر بگذارند و در اصلاح و تلقیح مواد استفاده می شوند.
بسته به تکنولوژی، از ترکیبات و اندازه های مختلف استفاده می شود.
موارد زیر برای کارگر ریخته گری مهم است:
- نرخ انحلال؛
- ثبات ترکیب؛
- اندازه ذرات؛
- محتوای عناصر فعال؛
- زمان پردازش؛
- دمای چدن مایع
نحوه انتخاب CaSi برای یک شرکت خاص
شما نمی توانید یک ماده را فقط طبق اصل "Ca28Si55 ارزان تر از Ca30Si60" انتخاب کنید.
ابتدا باید مشکل تکنولوژیکی را تعریف کنید.
اگر وظیفه اصلی - اصلاح اجزاء است، لازم است مقدار مورد نیاز کلسیم فعال در نظر گرفته شود.
اگر اکسید زدایی اضافی مورد نیاز باشد، تعادل کلسیم و سی مهم می شود.
اگر ناخالصی ها باید کنترل شوند، باید به دقت مورد توجه قرار گیردAl، P، S و C.
چرا همان CaSi میتواند - متفاوت عمل کند
حتی با همان تجزیه و تحلیل شیمیایی، نتایج ممکن است متفاوت باشد.
دلایل:
- دماهای مختلف فلز؛
- سرعت های مختلف تغذیه؛
- عمق های مختلف درج؛
- اندازه های مختلف مواد؛
- ترکیبات مختلف سرباره؛
- غلظت های مختلف اکسیژن؛
- محتوای مختلف گوگرد؛
- زمان های مختلف پردازش
بنابراین، تامین کننده CaSi باید نه تنها مشخصات محصول، بلکه کاربرد نهایی را نیز درک کند.
رویکرد عملی به تدارکات
قبل از انعقاد قرارداد، توصیه می شود موارد زیر را در اختیار تامین کننده قرار دهید:
- نام تجاری مورد نیاز؛
- ترکیب شیمیایی؛
- اندازه؛
- فرم تحویل؛
- حجم ماهانه؛
- حجم یکبار مصرف؛
- بسته بندی؛
- الزامات گواهی تجزیه و تحلیل؛
- شرایط تحویل؛
- بندر مقصد
اگر خریدار این داده ها را ارائه دهد، احتمال دریافت پیشنهادهای واقعاً قابل مقایسه بسیار بیشتر است.
نتیجه گیری
آلیاژ CaSiنقش مهمی در متالورژی مدرن دارد.
اهمیت آن نه تنها با اکسید زدایی و گوگرد زدایی مرتبط است. یکی از مزیت های اصلی مواد حاوی کلسیم - قابلیت کنترل خصوصیات آخال های غیرفلزی است.
بنابراین، کیفیت CaSi نه تنها باید بر اساس قیمت هر تن، بلکه بر اساس مناسب بودن آن برای یک فرآیند متالورژیکی خاص ارزیابی شود.
سوالات متداول
1. سیلیکون-کلسیم برای چه مواردی استفاده میشود؟
توابع اصلی -اکسید زدایی، گوگردزدایی و اصلاح اجزای غیر فلزی.
2. آیا از CaSi برای تولید فولاد استفاده می شود؟
بله. این یکی از زمینه های اصلی کاربرد آن است.
3. آیا CaSi می تواند گوگرد را کاهش دهد؟
کلسیم قادر به اتصال گوگرد برای تشکیل CaS است، اما اثربخشی آن به شرایط فرآیند متالورژی بستگی دارد.
4. تعدیل شمول چیست؟
این تغییر در ترکیب، اندازه و شکل اجزای غیر فلزی به منظور بهبود ویژگی های فنی و عملیاتی فولاد است.
5. چرا بعد از اکسید زدایی آلومینیوم از کلسیم استفاده می شود؟
یکی از اهداف تغییر اجزای آلومینات جامد به آلومینات های کلسیم مطلوب تر است.
6. آیا CaSi می تواند از گرفتگی نازل غوطه وری جلوگیری کند؟
هنگامی که به درستی محاسبه شود، درمان کلسیم می تواند خطر مواد جامد ناخواسته را که به گرفتگی کمک می کنند، کاهش دهد.
7. چه دمایی برای پردازش مورد نیاز است؟
دما توسط یک گرید فولادی خاص و فرآیند تکنولوژیکی تعیین می شود، بنابراین نمی توان یک مقدار جهانی را اعمال کرد.
8. آیا می توان CaSi را مستقیماً به ملاقه وارد کرد؟
بله، اما روش ورودی بستگی به فرم مواد و تجهیزات کارخانه دارد.
9. سیم هسته CaSi چیست؟
این یک سیم با هسته شار است که با CaSi یا سایر مواد حاوی کلسیم پر شده است.
10. CaSi چه تفاوتی با فروسیلیس دارد؟
CaSi حاوی مقادیر قابل توجهی کلسیم است و نه تنها برای اکسیداسیون، بلکه برای تصفیه کلسیم فولاد نیز استفاده می شود.
11. آیا اندازه CaSi مهم است؟
بله. اندازه بر سرعت واکنش، انحلال و روش ورود مواد تأثیر می گذارد.
12. آیا می توان از CaSi در چدن استفاده کرد؟
بله، آلیاژهای سیلیکونی حاوی کلسیم را می توان در صنعت ریخته گری استفاده کرد.
13. چرا محتوای Al مهم است؟
سطوح بالای Al ممکن است برای برخی از گریدهای فولاد نامطلوب باشد و باید با مشخصات خریدار مطابقت داشته باشد.
14. آیا باید گواهی تجزیه و تحلیل را بررسی کنم؟
بله. برای خریدهای صادراتی، توصیه می شود ترکیب شیمیایی واقعی هر دسته را بررسی کنید.
15. کدام CaSi را انتخاب کنیم؟
انتخاب نه تنها بر اساس قیمت، بلکه با ترکیب شیمیایی، تکنولوژی مقدماتی، اندازه، محتوای کلسیم مورد نیاز و درجه خاص فولاد تعیین می شود.