Ca-Si sakausējums: veiciniet izcilību un ietaupījumus metalurģijā

Si-Ca sakausējums ir salikts dzelzs sakausējums, kura galvenās sastāvdaļas ir silīcijs un kalcijs, kas papildināts ar nelielu daudzumu piemaisījumu elementu, piemēram, dzelzi, alumīniju un oglekli. Pateicoties izcilajām metalurģijas īpašībām, tas ir kļuvis par neaizstājamu galveno palīgmateriālu augstas kvalitātes tērauda un čuguna ražošanā. Tālāk ir sniegta detalizēta diskusija no trim aspektiem: sagatavošanas metode, veiktspējas priekšrocības un pielietojuma jomas:

I. Sagatavošanas metode
1. Izejvielu izvēle un sadalīšana. Galvenās izejvielas ir silīcija dioksīds (nodrošina silīciju), kaļķi (nodrošina kalciju) un kokss (kā reducētājs un eksotermisks līdzeklis). Izejvielu tīrība tiek stingri kontrolēta, lai samazinātu piemaisījumu ieviešanu. Atbilstoši mērķa produkta kategorijai (atbilstoši YB 525-65 standartam kalcija saturs nav mazāks par 24%, 28% vai 31%), katras izejvielas proporcijas ir precīzi pielāgotas, lai liktu pamatu kausēšanas reakcijai.

2. Augstas-temperatūras kausēšanas process. Proporcionālās izejvielas tiek ievadītas iegremdētā loka krāsnī un kausētas spēcīgā reducējošā atmosfērā 1500-1800 grādu temperatūrā. Kausēšanas procesā kaļķi un silīcija dioksīds vispirms veido kalcija silikāta izdedžus ar zemu-kušanas punktu-, kas ietekmē reducēšanas reakcijas procesu. Tajā pašā laikā kalcijs un silīcijs viegli iztvaiko augstās temperatūrās (katra zudumu ātrums ir aptuveni 10%), un starpprodukti kalcija karbīds (CaC₂) un silīcija karbīds (SiC) piedalās turpmākajās reakcijās. Silīcija-kalcija sakausējuma zemā blīvuma dēļ tam ir tendence koncentrēties izkausētā baseina augšējā daļā, tāpēc ir nepieciešami specializēti pasākumi, lai sakausējuma efektīvi atdalītu no izdedžiem pieskaršanās laikā.

3. Galvenās kausēšanas metodes: rūpnieciskajā ražošanā plaši izmantotās metodes ietver jauktu barošanu, slāņveida barošanu, kalcija karbīda metodi un elektrosilīcija termiskās samazināšanas metodi. Tie visi ir izdedžu-kausēšanas režīmi, kas ir pielāgojami dažādiem ražošanas apjomiem un produktu prasībām.

4. Formēšana un šķirošana: pēc kausēšanas sakausējumu atdzesē un veido dabīgos blokos, pēc tam sasmalcina un izsijā standarta blokos (10-60 mm) vai silīcija-kalcija pulverī (0-3 mm), lai atbilstu dažādu lietojumu morfoloģiskajām prasībām.

II. Veiktspējas priekšrocības

1. Izcila kompozītmateriālu attīrīšanas jauda: gan kalcijam, gan silīcijam ir spēcīga afinitāte pret skābekli, un kalcijs var arī efektīvi apvienoties ar tādiem elementiem kā sērs, slāpeklis, ūdeņradis un ogleklis. Tas nodrošina silīcija-kalcija sakausējumam vairākas funkcijas, tostarp deoksidāciju, desulfurizāciju, degazēšanu un sēra fiksāciju, ievērojami samazinot piemaisījumu saturu izkausētā tēraudā un veicinot tīra tērauda ražošanu.

2. Ļoti efektīvs un stabils deoksidācijas efekts: tā deoksidācijas spēja ir pārāka par tradicionālajiem alumīnija deoksidētājiem. Deoksidācijas produkti ir lielākas daļiņas, kas atvieglo tās uzpeldēšanu un atdalīšanu, samazinot nemetālisko ieslēgumu atlikumu tēraudā. Tas var arī mainīt ieslēgumu formu un īpašības, neļaujot tiem negatīvi ietekmēt tērauda īpašības.

3. Optimizēta kausēšanas un apstrādes veiktspēja: kalcija pievienošana izkausētam tēraudam rada spēcīgu eksotermisku efektu. Kad kalcijs tiek pārvērsts kalcija tvaikos, tas maisa izkausēto tēraudu, vēl vairāk veicinot ieslēgumu flotāciju. Aizstājot alumīniju kā galīgo deoksidētāju, tas efektīvi atrisina tādas problēmas kā kausa sprauslas aizsērēšana un nepārtrauktas liešanas iesnas sprauslas bloķēšana, nodrošinot kausēšanas nepārtrauktību.

4. Pamatmateriāla veiktspējas uzlabošana: tas ne tikai attīra izkausētu tēraudu un dzelzi, bet arī uzlabo tērauda plastiskumu, triecienizturību un plūstamību. Vienlaikus tas optimizē grafīta morfoloģiju un sadalījumu čugunā, uzlabojot gatavā materiāla vispārējās mehāniskās īpašības.

III. Pielietojuma jomas
1. Tērauda ražošanas nozare
Piemērots tradicionālo tērauda šķirņu, piemēram, augstas{0}}kvalitatīva tērauda, ​​zema-oglekļa tērauda, ​​nerūsējošā tērauda un sliežu tērauda, ​​kā arī īpašu sakausējumu, piemēram, niķeļa-sakausējumu un titāna-sakausējumu ražošanai. Tas kalpo kā kodola deoksidētājs, desulfurizētājs un iekļaušanas modifikators, kontrolējot skābekļa un sēra saturu līdz ārkārtīgi zemam līmenim.

Var izmantot kā sildīšanas līdzekli pārveidotāju tērauda ražošanā, lai kompensētu temperatūras zudumus kausēšanas procesā; kausa metalurģijā to var precīzi pievienot, izmantojot pulvera iesmidzināšanu vai serdes stieples padevi, lai panāktu precīzu izkausētā tērauda sastāva kontroli.

2. Liešanas rūpniecība
Izmanto kā čuguna inokulantu, veicinot smalkgraudaina vai sfēriska grafīta veidošanos, tādējādi nodrošinot vienmērīgāku grafīta sadalījumu pelēkajā čugunā, samazinot baltā čuguna tendenci un uzlabojot čuguna apstrādājamību un mehānisko stabilitāti.

Kā piedeva kaļamā čuguna ražošanā tā darbojas, lai palielinātu silīcija saturu un attīrītu no sēra, efektīvi attīrot kausētu čugunu, samazinot defektus, piemēram, porainību un ieslēgumus lējumos, un optimizējot čuguna izstrādājumu kvalitāti.

3. Citas lietojumprogrammas
Plaši izmanto īpašos scenārijos ar stingrām materiālu tīrības un veiktspējas prasībām, piemēram, īpašas veiktspējas tēraudu ražošanā, kas nepieciešami augstākās klases iekārtu ražošanā un kosmiskajā aviācijā, nodrošinot materiālu garantiju kritiskām sastāvdaļām.