Kaltsiumi räni sulamidkasutage põhikomponentidena kaltsiumi (Ca) ja räni (Si), mõned baariumi- ja alumiiniumelemendid toetavad nende ülitõhusat väävlitustamise funktsiooni:
Kompositsiooni vahemik:Ca 28%-35%, Si 55%-65%, lisandid Al Väiksem või võrdne 2,0%, S Vähem või võrdne 0,04%, P Väiksem või võrdne 0,04%;
Füüsikalised omadused:Sulamistemperatuur 1250-1350 kraadi, tihedus 2,5-2,8 g/cm³, tükk (5-30 mm) või granuleeritud (1-10 mm) kujul, tugeva keemilise aktiivsusega kõrgetel temperatuuridel;
Põhilised eelised:Kaltsiumi väävlitustamise võime ületab palju mangaani ja raua oma, samal ajal kui räni desoksüdeeriv toime optimeerib väävlitustamise keskkonda, saavutades sünergilise efekti "väävlitus + desoksüdatsioon".
Väävlitustamise põhimehhanism ränikaltsiumisulamite terase valmistamisel
(1) Kaltsiumi-Väävli keemiline reaktsioon: väävlitustamise põhialus
Peamine reaktsioon:Ca + S → CaS, tekkiva CaS sulamistemperatuur on 2450 kraadi ja lahustuvus ainult 0,0002% (sulaterases), mis muudab selle sulaterases peaaegu lahustumatuks;
Sünergistlik reaktsioon:Räni reageerib sulaterase FeO-ga (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe), vähendades sulaterase hapnikusisaldust ja takistades hapniku ja väävliga raskesti --eemaldatavate sulfaatide (nt CaSO₄) moodustumist, luues seega väävli kaltsiumi reaktsiooni redutseeriva keskkonna{{4};
Termodünaamiline eelis:Kaltsiumi elektroodide potentsiaal on palju madalam kui väävli oma, tagades, et kaltsium ühineb eelistatavalt väävliga, muutes väävlitustamise reaktsiooni pöördumatuks.
(2) CaS-i floteerimine ja eraldamine: väävlitustamise võtmeetapp
Tiheduse erinevust mõjutavad tegurid:CaS on palju väiksema tihedusega kui sulaterasel, millel on loomulikult kalduvus hõljuda;
Eraldustegurid:Sula terase segamine kiirendab CaS osakeste agregatsiooni, suurendades flotatsioonikiirust 2-3 korda;
Räbu adsorptsioon:Pärast sulaterase pinnale hõljumist adsorbeerib CaS CaO-SiO₂-Al₂O3 räbu ja juhitakse koos räbuga välja, viies lõpule väävlitustamise.
(3) Väävlitustamise efekti ja mõjutegurite kvantifitseerimine
Põhiefekti andmed:
Tavaline lisamise kogus (0,1–0,3% sulaterase massist):Võib vähendada sulaterase väävlisisaldust 0,05% -0,08% -lt alla 0,01%, saavutades väävlitustamise määra 80% -90%;
Kõrgekvaliteediline-terase rafineerimine (lisatav kogus 0,3%-0,5% + LF ahju rafineerimine):Väävlisisaldust saab vähendada alla 0,005% (üli-madala väävlisisaldusega terase standard), väävlitustamise määr on suurem või võrdne 93%.
Peamised mõjutegurid:
Sulami koostis:30–32% Ca ja 60–62% Si sisaldusega SiCa sulamil on parim väävlitustamise efektiivsus. Liiga madal kaltsiumisisaldus (<28%) will lead to a 15%-20% decrease in desulfurization rate.
Terase temperatuur:Väävlitustamise reaktsioonikiirus on kiireim 1550-1600 kraadi juures. Alla 1500 kraadi väheneb reaktsiooni efektiivsus 30%.
Hapnikusisaldus:Kui sulaterase esialgne hapnikusisaldus on alla 50 ppm või sellega võrdne, on väävlitustamise määr 25% kõrgem kui siis, kui hapnikusisaldus on 80–100 ppm. Räni deoksüdeeriv toime on ülioluline.
CaSi sulami kasutamine ja kohandamine terase valmistamise erinevates etappides
(1) Konverteri terase tootmine (lõplik väävlitustamine)
Rakenduse loogika:
Lisatakse konverteri koputamise hilisemas etapis, kasutades sulaterase turbulentset segamist, et algselt vähendada väävlisisaldust, pannes aluse järgnevale rafineerimisele;
Protsessi parameetrid:
Lisamise kogus 0,1–0,2%, sulaterase temperatuur 1600–1650 kraadi, argooni segamine koputamise ajal 5–8 minutit, väävlitustamise määr võib ulatuda 70–75% -ni;
Sobivad stsenaariumid:
Tavalise süsinikterase ja madala legeeritud terase esialgne väävlitustamine, väävlisisalduse vähendamine 0,02%-0,03%ni.
(2) LF ahju rafineerimine (sügav väävlitustamine)
Rakenduse loogika:
LF-ahju redutseerivas atmosfääris kombineeritakse ränikaltsiumisulamit räbu-moodustavate ainetega, nagu lubi ja fluoriit, et saavutada sügav väävlitustamine;
Protsessi parameetrid:
Lisamise kogus 0,2%-0,5%, räbu aluselisus reguleeritud 1,8-2,2, argooni segamise intensiivsus 0,4-0,6 m/s, rafineerimisaeg 30-40 minutit, väävlisisaldust saab vähendada alla 0,005%;
Sobivad stsenaariumid:
Ultra-madala väävlisisaldusega teraste, nagu kõrgekvaliteedilise-legeerterase, roostevaba terase ja laagrite terase tootmine.
(3) Pideva valamise kaitsevalu (terminali väävlitustamine)
Rakenduse loogika:
KaltsiumRänisulamist traat (läbimõõt 10–13 mm) juhitakse kristallisaatorisse läbi traadisööturi, et eemaldada sulaterasest jääkväävli jälgi;
Protsessi parameetrid:
Traadi etteandekiirus 3-5 m/s, traadi etteande kogus 0,05%-0,1%, mis võib veelgi vähendada väävlisisaldust alla 0,003%, vältides kuumade rabedate defektide tekkimist pidevalt valatud tooriku juures.
Valiku ja kasutamise kontrollpunktid
(1) Valikuloogika: sobitage sulami klass vastavalt terase nõuetele
| Terase klass | Soovitatavad räni{0}}kaltsiumisulami klassid | Nõuded põhikomponentidele (Ca/Si) | Väävlitustamise eesmärgid |
| Tavaline süsinikteras | CaSi3060 | 30%/60% | S Vähem või võrdne 0,02%, väävlitustamise määr 75% või suurem |
| Madala legeeritud teras | CaSi3262 | 32%/62% | S Vähem või võrdne 0,01%, väävlitustamise määr 85% või suurem |
| Kvaliteetne-ultra-madala väävlisisaldusega teras | CaSi3560 | 35%/60% | S Vähem või võrdne 0,005%, väävlitustamise määr 93% või suurem |
(2) Ettevaatusabinõud kasutamisel
Lisasumma kontroll:
Excessive addition (>0,6%) võib kergesti põhjustada sulaterase liigset kaltsiumisisaldust, tekitades CaO lisandeid ja mõjutades terase löögitugevust (vähenedes 10%-15%).
Lisamise aeg:
Alustage lisamist siis, kui konverter on koputanud 1/3 terasest, et vältida enneaegset lisamist, mis võib põhjustada kaltsiumi oksüdeerumist (kaltsiumi põlemis-ära suureneb 10%-15%-lt üle 30%).
Ladustamise kaitse:
Hoida kuivas, suletud keskkonnas, et vältida niiskuse oksüdeerumist (tekib Ca(OH)₂, vähendab väävlitustamise aktiivsust). Säilitusaeg ei tohiks ületada 6 kuud.
Ohutuskaitse:
Kaltsium on tuleohtlik. Lisamise ajal hoida eemal lahtisest leegist ja kasutada pulbertulekustutit, et vältida sulamiosakeste pritsimist ja tulekahju tekitamist.
Tööstuse suundumused: kaltsiumi ränisulamite väävlitustamise juhiste täiendamine
Komposiitmaterjalide töötlemine:"Räni{0}}kaltsium-baariumist" ja "räni-kaltsium-alumiiniumist" koostatud väävlieemaldusainete väljatöötamine. Baarium ja alumiinium võivad veelgi parandada kaltsiumi kasutusmäära (60–70%-lt üle 80%), suurendades väävlitustamise määra 5–10%.
Rafineeritud töötlemine:Kompositsioonide kohandamine erinevate teraseklasside jaoks (nagu üli-madala alumiiniumi räni-kaltsiumisulamid ja madala -väävlisisaldusega räni-kaltsiumisulamid), et need vastaksid kõrgekvaliteediliste-teraste rangetele lisandite nõuetele.
Roheline töötlemine:Rohelise elektri kasutamine räni kaltsiumisulamite sulatamiseks, süsinikuheitmete vähendamiseks ja tootmisprotsesside optimeerimiseks, et vähendada sulamis kahjulike lisandite (nagu P ja S) sisaldust.
