مقدمه

در میان تمام فروآلیاژهای مورد استفاده در فولادسازی،آلیاژ سیلیکون کلسیم (آلیاژ SiCa)وفروسیلیس (FeSi)دو مورد از متداول ترین مواد پالایشی هستند. اگرچه هر دو حاوی سیلیکون هستند و به طور گسترده ای به عنوان اکسید کننده استفاده می شوند، اما برای اهداف متالورژیکی مختلف طراحی شده اند.

بسیاری از خریداران تصور می کنند که این دو آلیاژ قابل تعویض هستند زیرا هر دو سیلیکون به فولاد مذاب کمک می کنند. در واقع، آنها به طور قابل توجهی در ترکیب شیمیایی، مکانیسم های پالایش و سناریوهای کاربرد متفاوت هستند.

درک این تفاوت ها به تولیدکنندگان فولاد کمک می کند تا راندمان پالایش را بهینه کنند، تمیزی فولاد را بهبود بخشند و هزینه های تولید را کنترل کنند.

1. آلیاژ سیلیکون کلسیم چیست؟

آلیاژ سیلیکون کلسیمفروآلیاژی است که عمدتاً ازسیلیکون (Si)وکلسیم (Ca). این به طور گسترده در متالورژی ثانویه به عنوان یک استفاده می شوداکسید زدای فولاد, عامل گوگرد زدایی، واصلاح کننده گنجاندن.

مزیت اصلی آن این است که کلسیم به طور فعال با اکسیژن، گوگرد، و اجزای اکسید واکنش می دهد و به تولید فولاد تمیزتر و بهبود عملکرد ریخته گری مداوم کمک می کند.

2. فروسیلیس چیست؟

فروسیلیس (FeSi)آلیاژی است که عمدتاً ازآهنوسیلیکونبسته به درجه، معمولاً حاوی 45٪ -75٪ سیلیکون است.

نقش اصلی آن حذف اکسیژن محلول از فولاد مذاب و تامین سیلیکون به عنوان یک عنصر آلیاژی است. بر خلافآلیاژ سیلیکون کلسیمفروسیلیس استاندارد حاوی کلسیم کمی است یا اصلاً کلسیم ندارد، بنابراین توانایی محدودی برای اصلاح آخال ها یا بهبود گوگردزدایی دارد.

3. مقایسه ترکیب شیمیایی

4. مقایسه عملکرد اکسید زدایی

هر دو ماده موثر هستنداکسید کننده های فولادی، اما آنها متفاوت عمل می کنند.

فروسیلیسعمدتاً با اکسیژن محلول واکنش می دهد و اکسیدهای سیلیکون را تشکیل می دهد.

آلیاژ سیلیکون کلسیماکسید زدایی سیلیکون را با کلسیم ترکیب می کند و اکسیژن را کاهش می دهد و در عین حال اجزای اکسید را نیز اصلاح می کند.

در نتیجه،آلیاژ سیلیکون کلسیمبه طور کلی هنگامی که به تمیزی فولاد بالاتر نیاز است ترجیح داده می شود.

آلیاژ سیلیکون کلسیم در مقابل فروسیلیکون: کدام فروآلیاژ برای فولادسازی مدرن بهتر است؟

مقدمه

در فولادسازی مدرن، انتخاب اکسیدزدای مناسب برای تولید{0}فولاد با کیفیت بالا با خواص مکانیکی پایدار و عملکرد ریخته‌گری کارآمد ضروری است. در میان فروآلیاژهای موجود،آلیاژ سیلیکون کلسیموفروسیلیس (FeSi)دو مورد از پرکاربردترین مواد هستند.

اگرچه هر دو آلیاژ حاوی سیلیکون هستند و در طی پالایش فولاد استفاده می شوند، اما برای اهداف متالورژی متفاوتی طراحی شده اند.فروسیلیسدر درجه اول یک منبع سیلیکون و اکسید کننده است، در حالی کهآلیاژ سیلیکون کلسیماکسید زدایی، گوگردزدایی و اصلاح گنجاندن در یک ماده واحد را ترکیب می کند.

انتخاب بین این آلیاژها به عواملی مانند عیار فولاد، فرآیند پالایش، الزامات تمیزی، هزینه تولید و شرایط ریخته گری بستگی دارد. درک تفاوت‌های آنها به تولیدکنندگان فولاد اجازه می‌دهد تا به جای تکیه بر قیمت، عملکرد را بهینه کنند.

قابلیت گوگرد زدایی

یکی از بزرگترین مزیت هایآلیاژ سیلیکون کلسیمقابلیت گوگرد زدایی آن است.

کلسیم با گوگرد واکنش می دهد تا سولفیدهای کلسیم پایدار را در شرایط تصفیه مناسب تشکیل دهد که به کاهش محتوای گوگرد و بهبود کیفیت فولاد کمک می کند.

سنتیفروسیلیستقریباً هیچ عملکرد مستقل گوگردزدایی ندارد و معمولاً در صورت نیاز به حذف گوگرد با سایر عوامل تصفیه ترکیب می شود.

اصلاح گنجاندن

فولادسازی مدرن به جای حذف ساده اجزاء، بر کنترل گنجاندن تأکید دارد.

آلیاژ سیلیکون کلسیماجزاء اکسید آلومینیوم سخت را به اجزاء آلومینات کلسیم گرد با نقطه ذوب کمتر تغییر می دهد. این آخال ها کمتر به نازل های ورودی غوطه ور می چسبند و راحت تر در سرباره شناور می شوند.

در مقابل،فروسیلیسعمدتاً اکسیژن را حذف می کند اما تأثیر محدودی بر مورفولوژی گنجاندن دارد.

مقایسه عملکرد ریخته گری مستمر

ریخته گری پیوسته به کیفیت فولاد مذاب بسیار حساس است. در طول سکانس‌های ریخته‌گری طولانی، حتی افزایش اندک در اجزای غیرفلزی-می‌تواند بهره‌وری را کاهش داده و هزینه‌های نگهداری را افزایش دهد.

آلیاژ سیلیکون کلسیممزایای قابل توجهی را ارائه می دهد زیرا کلسیم ترکیبات آلومینا را به آلومینات های کلسیم با نقطه ذوب پایین-تغییر می دهد. این اجزاء کمتر به نازل های ورودی غوطه ور می چسبند و به حفظ جریان فولادی پایدار و کاهش گرفتگی نازل کمک می کنند.

در مقایسه،فروسیلیساکسید زدایی را بهبود می بخشد اما تأثیر محدودی بر مورفولوژی گنجاندن دارد. در نتیجه، تصفیه کلسیم اضافی یا سایر عوامل تصفیه اغلب برای تولید فولاد تمیز مورد نیاز است.

برای کارخانه‌های فولادی که محصولات با ارزش- تولید می‌کنند،آلیاژ سیلیکون کلسیمبه طور کلی عملکرد ریخته گری مداوم قابل اطمینان تری را ارائه می دهد.

خواص مکانیکی فولاد تمام شده

مواد پالایشی انتخاب شده در طول فولادسازی تاثیر مستقیمی بر خواص نهایی فولاد دارد.

با بهبود تمیزی فولاد و کاهش آخال های مضر،آلیاژ سیلیکون کلسیمکمک می کند:

• مقاومت در برابر خستگی بالاتر
• چقرمگی ضربه بهبود یافته
• شکل پذیری بهتر
• جوش پذیری پیشرفته
• خواص مکانیکی سازگارتر

فروسیلیسعمدتاً اکسید زدایی مؤثر و آلیاژ سیلیکون را فراهم می کند. برای بسیاری از فولادهای ساختاری معمولی، این کافی است. با این حال، برای کاربردهای سخت مانند فولاد یاتاقان، فولاد خودرو، و فولاد خط لوله، درمان اضافی کلسیم اغلب مفید است.

مقایسه هزینه

از منظر خرید،فروسیلیسبه طور کلی دارای قیمت واحد کمتر ازآلیاژ سیلیکون کلسیمبه دلیل ترکیب ساده تر و فرآیند ساخت آن.

با این حال، قیمت مواد نباید تنها مورد توجه باشد.

تولیدکنندگان فولاد باید ارزیابی کنندکل هزینه تولید، از جمله:

• تمیزی فولاد
• کارایی ریخته گری
• نقص‌های مربوط به گنجاندن{0}}
• فرکانس تعمیر و نگهداری
• نرخ رد محصول
• هزینه های پردازش پایین دستی

هر چندآلیاژ سیلیکون کلسیمممکن است قیمت خرید بالاتری داشته باشد، می‌تواند تلفات تولید را کاهش دهد و کارایی عملیاتی را بهبود بخشد و در نتیجه هزینه‌های کلی تولید فولاد با کیفیت-بالا را کاهش دهد.

کدام آلیاژ را باید انتخاب کنید؟

هیچ پاسخ جهانی برای اینکه آیا وجود نداردآلیاژ سیلیکون کلسیمیافروسیلیسبهتر است انتخاب صحیح به اهداف تولید بستگی دارد.

انتخاب کنیدفروسیلیسوقتی:

• تولید فولاد کربن معمولی
• افزودن سیلیکون نیاز اولیه است
• هزینه تولید نگرانی اصلی است
• الزامات کنترل شمول نسبتا کم است

انتخاب کنیدآلیاژ سیلیکون کلسیموقتی:

• تولید فولاد تمیز
• تولید فولادهای آلیاژی{0} با عملکرد بالا
• بهبود پایداری ریخته گری مداوم
• کاهش گرفتگی نازل
• افزایش اصلاح گنجاندن
• بهبود عملکرد خستگی

بسیاری از کارخانه های فولاد مدرن از هر دو ماده با هم برای دستیابی به نتایج بهینه پالایش استفاده می کنند.

نتیجه گیری

هر دوآلیاژ سیلیکون کلسیموفروسیلیسنقش اساسی در فولادسازی مدرن دارند. در حالی که فروسیلیکون یک اکسید کننده قابل اعتماد و مقرون به صرفه باقی می ماند، آلیاژ کلسیم سیلیکون مزایای متالورژیکی بیشتری از جمله گوگرد زدایی، اصلاح گنجاندن و بهبود عملکرد ریخته گری مداوم را ارائه می دهد.

انتخاب آلیاژ مناسب باید بر اساس عیار فولاد، اهداف پالایش، الزامات کیفیت محصول و هزینه کل تولید باشد تا قیمت خرید به تنهایی.