Lega Ca-Si: promuovere l'eccellenza metallurgica e il risparmio

La lega Si-Ca è una ferrolega composita con silicio e calcio come componenti principali, integrata con piccole quantità di elementi impuri come ferro, alluminio e carbonio. Grazie alle sue eccellenti proprietà metallurgiche, è diventato un materiale ausiliario chiave indispensabile nella produzione di acciaio e ghisa di alta-qualità. Quella che segue è una discussione dettagliata di tre aspetti: metodo di preparazione, vantaggi prestazionali e campi di applicazione:

I. Metodo di preparazione
1. Selezione e dosaggio delle materie prime: le materie prime principali sono silice (che fornisce silicio), calce (che fornisce calcio) e coke (come agente riducente e agente esotermico). La purezza delle materie prime è rigorosamente controllata per ridurre l'introduzione di impurità. A seconda della qualità del prodotto target (secondo lo standard YB 525-65, il contenuto di calcio non è inferiore al 24%, 28% o 31%), le proporzioni di ciascuna materia prima vengono regolate con precisione per gettare le basi per la reazione di fusione.

2. Processo di fusione ad alta-temperatura: le materie prime proporzionate vengono immesse in un forno ad arco sommerso e fuse in un'atmosfera fortemente riducente a 1500-1800 gradi. Durante il processo di fusione, la calce e il biossido di silicio formano dapprima scorie di silicato di calcio a basso-punto di fusione-, influenzando il processo di reazione di riduzione. Contemporaneamente, il calcio e il silicio vengono facilmente volatilizzati ad alte temperature (tasso di perdita di circa il 10% ciascuno) e i prodotti intermedi carburo di calcio (CaC₂) e carburo di silicio (SiC) partecipano alle reazioni successive. A causa della bassa densità della lega silicio-calcio, essa tende a concentrarsi nella parte superiore del bagno fuso, richiedendo misure specializzate per separare efficacemente la lega dalle scorie durante la maschiatura.

3. Metodi di fusione tradizionali: nella produzione industriale, i metodi comunemente utilizzati includono l'alimentazione mista, l'alimentazione a strati, il metodo al carburo di calcio e il metodo di riduzione termica dell'elettrosilicio. Queste sono tutte modalità di fusione basate sulle scorie-, adattabili a diverse scale di produzione e requisiti di prodotto.

4. Formatura e classificazione: dopo la fusione, la lega viene raffreddata e formata in blocchi naturali, quindi frantumata e vagliata in blocchi standard (10-60 mm) o polvere di silicio-calcio (0-3 mm) per soddisfare i requisiti morfologici delle diverse applicazioni.

II. Vantaggi prestazionali

1. Eccezionale capacità di purificazione del composito: sia il calcio che il silicio hanno una forte affinità per l'ossigeno e il calcio può anche combinarsi efficacemente con elementi come zolfo, azoto, idrogeno e carbonio. Ciò conferisce alla lega di silicio-calcio molteplici funzioni, tra cui disossidazione, desolforazione, degasaggio e fissazione dello zolfo, riducendo significativamente il contenuto di impurità nell'acciaio fuso e contribuendo alla produzione di acciaio pulito.

2. Effetto disossidante stabile e altamente efficiente: la sua capacità disossidante è superiore ai tradizionali disossidanti dell'alluminio. I prodotti della disossidazione sono particelle più grandi, che li rendono più facili da galleggiare e separare, riducendo il residuo di inclusioni non-metalliche nell'acciaio. Può anche modificare la forma e le proprietà delle inclusioni, impedendo loro di influenzare negativamente le proprietà dell'acciaio.

3. Prestazioni di fusione e lavorazione ottimizzate: l'aggiunta di calcio all'acciaio fuso genera un forte effetto esotermico. Quando il calcio viene convertito in vapore di calcio, agita l'acciaio fuso, favorendo ulteriormente la flottazione delle inclusioni. Quando sostituisce l'alluminio come disossidante finale, risolve efficacemente problemi come l'ostruzione degli ugelli della siviera e l'ostruzione degli ugelli della paniera di colata continua, garantendo la continuità della fusione.

4. Miglioramento delle prestazioni del materiale principale: non solo purifica l'acciaio e il ferro fusi, ma migliora anche la plasticità, la resistenza agli urti e la fluidità dell'acciaio. Contemporaneamente ottimizza la morfologia e la distribuzione della grafite nella ghisa, migliorando le proprietà meccaniche complessive del materiale finito.

III. Aree di applicazione
1. Industria siderurgica
Adatto per la produzione di qualità di acciaio convenzionali come acciaio di alta-qualità, acciaio a basso-carbonio, acciaio inossidabile e acciaio per ferrovie, nonché leghe speciali come leghe a base di nichel-e leghe a base di titanio-. Serve come disossidante centrale, desolforante e modificatore di inclusioni, controllando il contenuto di ossigeno e zolfo a livelli estremamente bassi.

Può essere utilizzato come agente riscaldante nella produzione di acciaio da convertitore per compensare le perdite di temperatura durante il processo di fusione; nella metallurgia della siviera, può essere aggiunto con precisione tramite iniezione di polvere o alimentazione di filo interno per ottenere un controllo preciso della composizione dell'acciaio fuso.

2. Industria della fonderia
Utilizzato come inoculante per la ghisa, promuove la formazione di grafite a grana fine-o sferoidale, con conseguente distribuzione più uniforme della grafite nella ghisa grigia, riducendo la tendenza alla ghisa bianca e migliorando la lavorabilità e la stabilità meccanica della ghisa.

Come additivo nella produzione di ghisa duttile, funziona per aumentare il contenuto di silicio e desolforare, purificando efficacemente il ferro fuso, riducendo difetti come porosità e inclusioni nelle fusioni e ottimizzando la qualità dei prodotti in ghisa.

3. Altre applicazioni
Ampiamente utilizzato in scenari speciali con requisiti rigorosi in termini di purezza e prestazioni dei materiali, come la produzione di acciai ad alte prestazioni speciali necessari nella produzione di macchinari di fascia alta-e nel settore aerospaziale, fornendo garanzia dei materiali per componenti critici.