Вступ

Силицій - кальцій (CaSi)широко використовується в сучасній металургії завдяки поєднанню властивостей кремнію та кальцію.

Якщо феросиліцій головним чином використовується як джерело кремнію і розкислювач, то сплав, що містить кальцій, дає металургу додатковий інструмент для управління неметалевими включеннями.

Саме томуcalcium silicon alloyзатребуваний під час виробництва якісної сталі, спеціальної сталі, деяких марок нержавіючої сталі, а також у ливарному виробництві.

Чому кальцій важливий при виробництві сталі

Кальцій вирізняється високою хімічною активністю.

При температурах сталеплавильного процесу його поведінка суттєво відрізняється від поведінки кремнію, марганцю чи інших звичайних легуючих елементів.

Тому кальцій зазвичай не вводять у рідку сталь просто як звичайний компонент, що легує.

На практиці застосовуються спеціальні кальцієвмісні матеріали, у тому числіCaSi, а також порошкові дроти з кальцієвмісним наповнювачем.

Мета такої обробки - отримати контрольований ефект за мінімальних втрат активного кальцію.

1. Розкислення

Однією з основних функційsilicon calcium alloyє розкислення.

Кремній має високу спорідненість до кисню. При введенні CaSi рідкий метал кремній бере участь у зв'язуванні розчиненого кисню.

Продукти реакції, що утворюються, повинні відокремитися від металевої ванни і перейти в шлак.

Це дозволяє знизити кількість небажаного розчиненого кисню.

Проте промислова практика показує, ефективність обробки визначається як хімічним складом CaSi.

Велике значення мають:

• температура металу;
• час обробки;
• спосіб введення;
• глибина введення;
• швидкість подачі;
• розмір часток;
• вміст кисню;
• вміст сірки;
• склад шлаку.

2. Десульфурація

Другий важливий напрямок -видалення сірки.

Сірка може негативно впливати на властивості сталі та особливо небажана у деяких високоякісних сталях.

Кальцій здатний пов'язувати сірку з освітоюCaS.

Але не можна вважати, що будь-яке збільшення кількості CaSi автоматично забезпечує пропорційне зниження сірки.

Результат залежить від усієї металургійної системи.

Якщо в металі дуже висока концентрація сірки, частина кальцію може швидко витрачатися на утворення сульфідів.

Тому CaSi зазвичай сприймається як частина комплексної технології вторинної металургії.

3. Модифікація неметалевих включень

Це одна з найважливіших переваг кальцію.

Після алюмінієвого розкислення сталі можуть утворюватися тверді алюмінійні включення.

Такі включення можуть бути небажаними з погляду:

• розливання;
• чистоти сталі;
• пластичності;
• втомної міцності;
• оброблюваності;
• ризику закупорки розливного обладнання

Кальцієва обробка може змінити морфологію та склад цих включень.

Замість великих твердих алюмінатних частинок можуть формуватися більш сприятливі алюмінати кальцієві.

Саме томуcalcium treatmentособливо важливий для високоякісної сталі.

Дослідження металургійних процесів показують, що CaSi широко використовується як джерело кальцію модифікації включень.

4. Поліпшення безперервного розливання

Однією з практичних завдань сталеплавильного виробництва є запобігання засміченню занурювальних склянок та інших елементів системи безперервного розливання.

Якщо в сталі присутня велика кількість твердих неметалевих включень, вони можуть триматися в облозі на внутрішніх поверхнях обладнання.

Це здатне призводити до:

• зменшенню прохідного перерізу;
• нестабільної подачі металу;
• зміни швидкості розливання;
• погіршення якості поверхні;
• технологічних зупинок.

Правильно проведена кальцієва обробка допомагає змінити характеристики включень та знизити ймовірність подібних проблем.

Однак дозування має розраховуватись з урахуванням хімічного складу сталі.

Чому занадто велика кількість CaSi теж є проблемою

Поширена помилка закупівелів-початківців - вважати, що "чим більше кальцію, тим краще".

Насправді це негаразд.

Кальцій має високу леткість і високу реакційну здатність при сталеплавильних температурах.

Тому ефективність його використання залежить від того, скільки кальцію реально залишається у сталі після обробки.

Якщо дозування неправильно розраховане, частина матеріалу може бути використана без отримання необхідного металургійного ефекту.

Тому при виборіCaSi alloyнеобхідно враховувати як зміст Ca, а й технологію введення.

CaSi та порошковий дріт

У промисловості CaSi може використовуватись у різних формах.

Одна з найвідоміших -cored wire, тобто порошковий дріт.

Всередину сталевої оболонки міститься матеріал, що містить кальцій.

Дріт подається безпосередньо у рідкий метал.

Такий спосіб дозволяє краще контролювати кількість введеного матеріалу та глибину його подачі.

Однак, CaSi також може поставлятися у вигляді шматків, гранул або порошку.

Форма поставки вибирається відповідно до конкретного процесу.

Які параметри CaSi особливо важливі металургу

При закупівлі слід перевіряти:

• Ca- основний активний компонент.
• Si- джерело кремнію та частина основної хімічної системи сплаву.
• Al- важливий показник для сталей, де потрібний суворий контроль складу.
• C- має значення для низьковуглецевих та спеціальних сталей.
• P та S- особливо важливі для якісної металургії.
• Size- розмір матеріалу впливає швидкість і спосіб його введення.
• Moisture- вологість повинна контролюватись при зберіганні та транспортуванні.

Які сталі можуть використовувати CaSi

Області застосування включають:

• якісну конструкційну сталь;
• низьколеговану сталь;
• підшипникову сталь;
• рейкову сталь;
• деякі марки нержавіючої сталі;
• спеціальні сталі;
• ливарні сплави;
• деякі нікелеві та спеціальні сплави.

Головний критерій не назва сталі, а конкретна металургійна технологія.

CaSi у ливарному виробництві

Крім сталеплавильного виробництва,silicon calcium alloyможе використовуватися у ливарній промисловості.

Кальцій та кремній можуть впливати на структуру чавуну та використовуватися у складі модифікуючих та інокулюючих матеріалів.

Залежно від технології застосовуються різні склади та розміри.

Для ливарника важливі:

• швидкість розчинення;
• стабільність складу;
• розмір часток;
• вміст активних елементів;
• час обробки;
• температура рідкого чавуну.

Як вибрати CaSi для конкретного підприємства

Не можна вибирати матеріал тільки за принципом "Ca28Si55 дешевше за Ca30Si60".

Спочатку необхідно визначити технологічне завдання.

Якщо головне завдання - - модифікація включень, необхідно враховувати необхідну кількість активного кальцію.

Якщо потрібне додаткове розкислення, важливим стає баланс Ca та Si.

Якщо потрібно контролювати домішки, слід уважно дивитися наAl, P, S та C.

Чому однаковий CaSi може працювати по - різному

Навіть за однакового хімічного аналізу результати можуть відрізнятися.

Причини:

• різна температура металу;
• різна швидкість подачі;
• різна глибина запровадження;
• різний розмір матеріалу;
• різний склад шлаку;
• різна концентрація кисню;
• різний вміст сірки;
• різна тривалість обробки.

Тому постачальник CaSi повинен розуміти як специфікацію товару, а й кінцеве застосування.

Практичний підхід до закупівлі

Перед укладанням контракту рекомендується надати постачальнику:

• потрібну марку;
• хімічний склад;
• розмір;
• форму постачання;
• місячний обсяг;
• разовий обсяг;
• упаковку;
• вимоги до сертифікату;
• умови доставки;
• порт призначення.

Якщо покупець надає ці дані, ймовірність отримати дійсно порівняні пропозиції значно вища.

Висновок

CaSi alloyвідіграє важливу роль у сучасній металургії.

Його значення пов'язане не тільки з розкисленням та десульфурацією. Одна з головних переваг кальційсодержащих матеріалів - можливість контролювати характеристики неметалевих включень.

Тому якість CaSi слід оцінювати як за ціною за тонну, а й у його придатності для конкретного металургійного процесу.

FAQ

1. Для чого використовується силій - кальцій?

Головні функції -розкислення, десульфурація та модифікація неметалевих включень.

2. Чи використовується CaSi для виробництва сталі?

Так. Це один із основних напрямів його застосування.

3. Чи може CaSi зменшувати кількість сірки?

Кальцій здатний пов'язувати сірку з утворенням CaS, але ефективність залежить від умов металургійного процесу.

4. Що таке модифікація включень?

Це зміна складу, розміру та форми неметалевих включень з метою поліпшення технологічних та експлуатаційних характеристик сталі.

5. Чому кальцій використовують після алюмінієвого розкислення?

Однією із завдань є зміна твердих алюмінатних включень більш сприятливі кальцієві алюмінати.

6. Чи може CaSi запобігти закупорці занурювальної склянки?

При правильно розрахованій кальцієвій обробці може знизити ризик утворення небажаних твердих включень, що сприяють засміченню.

7. Яка температура необхідна обробки?

Температура визначається конкретною маркою сталі та технологічним процесом, тому універсальне значення застосовувати не можна.

8. Чи можна вводити CaSi безпосередньо в ківш?

Так, але спосіб введення залежить від форми матеріалу та обладнання підприємства.

9. Що таке CaSi cored wire?

Це порошковий дріт з наповнювачем на основі CaSi або іншого кальційвмісного матеріалу.

10. Чим CaSi відрізняється від феросиліцію?

CaSi містить значну кількість кальцію та використовується не тільки для розкислення, але й для кальцієвої обробки сталі.

11. Чи важливий розмір CaSi?

Так. Розмір впливає швидкість реакції, розчинення і спосіб введення матеріалу.

12. Чи можна використовувати CaSi у чавуні?

Так, кальцієвмісні кремнієві сплави можуть застосовуватися в ливарній промисловості.

13. Чому зміст Al важливий?

Високий рівень Al може бути небажаним для деяких марок сталі і повинен відповідати технічним вимогам покупця.

14. Чи потрібно перевіряти сертифікат аналізу?

Так. Для експортної закупівлі рекомендується перевіряти фактичний хімічний склад кожної партії.

15. Який CaSi вибрати?

Вибір визначається не лише ціною, а хімічним складом, технологією введення, розміром, необхідним вмістом кальцію та конкретною маркою сталі.