Calcium-siliciumlegering CaSi|Desoxidatiemiddel en ontzwavelingsmiddel
Calcium-siliciumlegeringCaSi
Een premium composiet deoxidatie- en ontzwavelingsmiddel voor de moderne staalproductie. Dubbel-metallurgie met silicium-geleide deoxidatie en calcium-gestuurde inclusiecontrole.
Snel antwoord: wat is calcium-siliciumlegering?
Calcium-siliciumlegering(ook wel CaSi-legering of siliciumcalciumlegering genoemd) is een ferrolegering die voornamelijk bestaat uit calcium, silicium en ijzer. Het wordt veel gebruikt bij de staalproductie alssamengestelde deoxidatiemiddel en ontzwavelingsmiddel. Standaard kwaliteiten zoalsCa31Si60, Ca28Si60, EnCa24Si60leveren zowel silicium als calcium gelijktijdig aan gesmolten staal, waardoor primaire deoxidatie, diepe ontzwaveling en transformatie van vaste aluminiumoxide-insluitsels in vloeibare calciumaluminaten mogelijk wordt die de gietbaarheid verbeteren.
Productoverzicht en chemische samenstelling
Calcium-siliciumlegering wordt geproduceerd door silica en kalk te reduceren in ondergedompelde-boogovens. De resulterende legering is een grijs, bros materiaal met een metaalachtige glans, doorgaans geleverd in de vorm van klontjes voor toevoeging aan een gietlepel of in poedervorm voor vul- en injectieprocessen met gevulde draad.
Ons technische team levert calcium-siliciumlegeringen in drie primaire kwaliteiten die zijn ontworpen om te voldoen aan de verschillende eisen van de staalproductie. Elke graad handhaaft een strikte samenstellingscontrole voor voorspelbaar herstel en consistente inclusiemodificatie.
| Cijfer | Ca (%) | Si (%) | C (max.) | P (max.) | S (max.) | Al (max) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ca31Si60 | Groter dan of gelijk aan 31 | 55-66 | 0.8% | 0.04% | 0.06% | 2.5% |
| Ca28Si60 | Groter dan of gelijk aan 28 | 55-65 | 0.8% | 0.04% | 0.06% | 2.5% |
| Ca24Si60 | Groter dan of gelijk aan 24 | 55-65 | 0.8% | 0.04% | 0.06% | 2.4% |
Standaardreferentie: YB/T 5051-2016 (China-industrienorm voor ferrolegeringen voor calcium-siliciumlegering). Andere specificaties op aanvraag leverbaar.
Deoxidatiemechanisme: hoe CaSi werkt in gesmolten staal
De effectiviteit van een calcium-siliciumlegering komt voort uit het complementaire metallurgische gedrag van de twee actieve elementen. Silicium en calcium verwijderen achtereenvolgens zuurstof en modificeren niet-metalen insluitsels.
Fase 1: Silicium-leidde primaire deoxidatie
Wanneercalcium-siliciumlegeringwordt toegevoegd aan vloeibaar staal, reageert de siliciumcomponent eerst met opgeloste zuurstof. Silicium heeft een sterke affiniteit voor zuurstof en vormt gemakkelijk silica (SiO₂) volgens de reactie [Si] + 2[O] → (SiO₂). Deze primaire deoxidatiestap vermindert snel het opgeloste zuurstofgehalte in de smelt, waardoor het zuurstofpotentieel wordt verlaagd en gunstige thermodynamische omstandigheden worden gecreëerd voor de daaropvolgende calciumreacties.
Het siliciumdeoxidatieproduct, SiO₂, is bij staalproductietemperaturen doorgaans vloeibaar of gedeeltelijk opgelost in de slak. Omdat silicium in aanzienlijke hoeveelheden aanwezig is in de CaSi-legering, verloopt deze initiële deoxidatie efficiënt zonder afzonderlijke toevoegingen van ferrosilicium.
Fase 2: Calcium-gedreven diepe deoxidatie en ontzwaveling
Calcium heeft een nog sterkere affiniteit voor zuurstof dan silicium. Zodra het silicium het zuurstofniveau in de bulk heeft verlaagd, gaat calcium over tot een diepe deoxidatie, waardoor het totale zuurstofniveau verder wordt verlaagd tot zeer lage niveaus. De reactie [Ca] + [O] → (CaO) verloopt met een zeer negatieve Gibbs-vrije energie, waardoor calcium een van de krachtigste deoxidatiemiddelen is die beschikbaar zijn in de vorm van ferrolegeringen.
Naast deoxidatie reageert calcium ook met opgeloste zwavel om calciumsulfide (CaS) te vormen, dat zich in de slakfase verdeelt. Gecombineerd met een geschikt basisslaksysteem kan dit mechanisme een zwavelgehalte van minder dan 0,001% in het uiteindelijke staalproduct bereiken. Het dubbele deoxidatie-ontzwavelingsvermogen onderscheidt zichCaSi-legeringvan deoxidatiemiddelen met één-element.
Inclusiemodificatie: het cruciale voordeel
Misschien wel de belangrijkste metallurgische functie van calcium bij de staalproductie is insluitingsmodificatie. In aluminium-gedode staalsoorten reageert opgelost aluminium met zuurstof en vormt vaste aluminiumoxide-insluitsels (Al₂O₃) met smeltpunten hoger dan 2050 graden. Deze harde clusters hopen zich tijdens het continu gieten op in de trechtermond, waardoor verstoppingen en oppervlaktedefecten ontstaan.
Wanneer calcium uit de CaSi-legering reageert met deze aluminiumoxideclusters, worden deze omgezet in vloeibare calciumaluminaatverbindingen zoals 12CaO·7Al₂O₃ (mayeniet), met smeltpunten onder de 1400 graden. Deze vloeistofinsluitingen zijn bolvormig, vervormen gemakkelijk tijdens heet walsen en verstoppen de spuitmonden niet. Het resultaat is schoner staal en betrouwbaarder continugieten.
CaSi versus andere deoxidatiemiddelen: een technische vergelijking
Het selecteren van de juiste deoxidatiemiddel hangt af van de staalsoort, de procesroute en de kwaliteitsdoelstellingen. In de onderstaande tabel wordt de calcium-siliciumlegering vergeleken met ferrosilicium (FeSi) en puur aluminium.
| Eigendom | CaSi-legering | Ferrosilicium (FeSi75) | Zuiver aluminium |
|---|---|---|---|
| Primaire deoxidatiesterkte | Sterk | Sterk | Zeer sterk |
| Diepe ontzwaveling | Ja | Nee | Nee |
| Inclusiemodificatie (Al₂O₃) | Ja | Nee | Creëert Al₂O₃ |
| Preventie van verstopping van mondstukken | Voorkomt | Neutrale | Kan veroorzaken |
| Kosten per ton staal | Gematigd | Laag | Gematigd |
| Applicatiecomplexiteit | Gematigd | Eenvoudig | Gematigd |
| Beste voor | Schoon staal, IF/ULC | Algemene cijfers | Al-heeft cijfers vernietigd |
Voor staalfabrieken die platte producten van hoge-kwaliteit, pijpleidingstaal of autokwaliteit produceren, is het integratie-modificatievoordeel vancalcium-siliciumlegeringweegt doorgaans zwaarder dan de extra kosten in vergelijking met alleen ferrosilicium.
Toepassingen per staalsoort
Verschillende staalsoorten stellen verschillende eisen aan deoxidatie- en insluitingscontrole. Ons technische team beveelt CaSi-kwaliteiten en toevoegingspraktijken aan op basis van de doeltoepassing.
- IF/ULC Staal
Interstitial-Gratis en ultra-koolstofstaal
Deze kwaliteiten vereisen een extreem laag totaal zuurstofgehalte en een gecontroleerde inclusiemorfologie.Ca31Si60wordt doorgaans toegevoegd na deoxidatie van aluminium om de insluitsels van aluminiumoxide om te zetten in vloeibare calciumaluminaten, waardoor defecten-vrije koud-gewalste platen voor aan auto's blootgestelde panelen worden gegarandeerd.
- Pijpleiding staal
API Line Pipe & Sour-Servicekwaliteiten
Pijpleidingstaal heeft een zeer laag zwavelgehalte nodig vanwege de door waterstof-geïnduceerde scheurweerstand.CaSi-legeringbiedt gecombineerde ontzwaveling en insluitingssferoïdisatie. Typische praktijk voegt 0,5-2,0 kg per ton toe, afhankelijk van de initiële zwavel- en slakomstandigheden.
- Dragend staal
Lager- en tandwielstaal
Niet-metalen insluitsels zijn de belangrijkste oorzaak van vermoeidheidsbreuken in lagers. Een calciumbehandeling transformeert schadelijke aluminiumoxide-stringers in goedaardige bolvormige calciumaluminaten, waardoor de levensduur tegen vermoeiing en de contactduurzaamheid aanzienlijk worden verbeterd.
- Roestvrij staal
Austenitische en duplex roestvrije kwaliteiten
Bij de productie van roestvrij staal dient calciumsilicium als deoxidatiemiddel en insluitingsmodificator tijdens AOD- of pollepelraffinage. De lage-koolstofspecificatie van standaard CaSi-kwaliteiten (C kleiner dan of gelijk aan 0,8%) minimaliseert de koolstofopname tijdens de behandeling.
- Drukvat
Ketel- en drukvatstaal
Deze kwaliteiten vereisen een gecontroleerd zwavel- en insluitingsgehalte voor lasbaarheid en taaiheid. Door de behandeling met calciumsilicium in de gietoven worden de vereiste zuiverheidsniveaus bereikt, terwijl de processtabiliteit behouden blijft.
- Spoorstaal
Zware-vervoers- en hogesnelheidslijnen-
Spoorstaal profiteert van verminderde oxide- en sulfide-insluitsels om vermoeidheidsscheuren onder cyclische wielbelasting te weerstaan. Behandeling met calcium verbetert de vervormbaarheid van de insluiting en vermindert de plaatsen waar interne scheuren ontstaan.
Standaardformaten, verpakking en logistiek
Calcium-siliciumlegering wordt geleverd in vormen die geschikt zijn voor toevoeging van elektrische ovens en gietlepelovens. Consistente maatvoering zorgt voor voorspelbaar smelten en herstel.
Formaat maten
Standaard klompgroottes zijn 10–50 mm en 50–100 mm. Voor poedertoepassingen en gevulde draadvulling zijn fijne fracties (0–3 mm, 1–3 mm, 3–10 mm) beschikbaar.
Bulkverpakking
De primaire verpakking maakt gebruik van bulkzakken van 1000 kg met een vochtbarrière aan de binnenkant. Kleinere stalen vaten van 20–25 kg zijn beschikbaar voor proefhoeveelheden en gespecialiseerd gebruik in gieterijen.
Bescherming tegen vocht
Calciumsilicium is hygroscopisch. Bij alle exportzendingen wordt gebruik gemaakt van verzegelde binnenverpakkingen, in rek-gewikkelde pallets en verpakkingen met droogmiddel om oxidatie tijdens het transport te voorkomen.
Kwaliteitsdocumentatie
Elke batch gaat vergezeld van een fabriekstestcertificaat waarop op verzoek de chemische samenstelling aan de hand van spectrometrie, grootteverdeling en vochtgehalte wordt weergegeven.
Veelgestelde vragen
Waar wordt calcium-siliciumlegering voor gebruikt bij de staalproductie?
Calciumsiliciumlegering dient als samengestelde deoxidatiemiddel en ontzwavelingsmiddel bij de staalproductie. De siliciumcomponent voert primaire deoxidatie uit door te reageren met opgeloste zuurstof, terwijl calcium voor diepe deoxidatie zorgt en vaste aluminiumoxide-insluitsels omzet in vloeibare calciumaluminaten, waardoor de gietbaarheid wordt verbeterd en verstopping van de spuitmonden tijdens continu gieten wordt verminderd.
Hoe verhoudt calciumsilicium zich tot ferrosilicium als deoxidatiemiddel?
Ferrosilicium zorgt voor economische deoxidatie, maar kan insluitsels niet modificeren of effectief ontzwavelen. Een calciumsiliciumlegering zorgt in één enkele toevoeging voor zowel sterke deoxidatie als insluitingsmodificatie, waardoor deze superieur is voor schone- staalsoorten waarbij de beheersing van aluminiumoxide van cruciaal belang is.
Wat zijn de standaardkwaliteiten van calcium-siliciumlegeringen?
De meest voorkomende kwaliteiten zijn Ca31Si60 (Ca groter dan of gelijk aan 31%, Si 55-66%), Ca28Si60 (Ca groter dan of gelijk aan 28%, Si 55-65%) en Ca24Si60 (Ca groter dan of gelijk aan 24%, Si 55-65%). Alle standaardkwaliteiten beheersen koolstof van minder dan of gelijk aan 0,8%, fosfor van minder dan of gelijk aan 0,04%, zwavel van minder dan of gelijk aan 0,06% en aluminium van minder dan of gelijk aan 2,5%.
Waarom is calcium effectief in het verwijderen van zwavel uit gesmolten staal?
Calcium heeft een sterkere affiniteit voor zwavel dan de meeste andere veel voorkomende elementen in staal. Wanneer calcium aan de smelt wordt toegevoegd, reageert het met opgeloste zwavel en vormt calciumsulfide, dat zich in de slak verdeelt. Gecombineerd met een goed slakkensysteem kan dit mechanisme een zwavelgehalte van minder dan 0,001% bereiken.
In welke staalsoorten wordt calcium-siliciumlegering het meest toegepast?
Calciumsilicium wordt veel gebruikt in aluminium-gedoofde staalsoorten, interstitiële-vrije (IF) staalsoorten, ultra-koolstofstaalsoorten (ULC), pijpleidingstaalsoorten, drukvatstaalsoorten, lagerstaalsoorten en roestvrij staal waarbij controle van de insluitingsmorfologie en een laag zwavelgehalte vereist zijn.
Wat is de typische terugwinningssnelheid van calcium bij het toevoegen van CaSi-legering aan de pollepel?
Wanneer calcium-siliciumlegering rechtstreeks als klompmateriaal aan de gietpan wordt toegevoegd, varieert de calciumterugwinning doorgaans van 15% tot 25%. De relatief lage terugwinning is te wijten aan de lage dichtheid van calcium en de hoge dampdruk bij staalproductietemperaturen. Het gebruik van gevulde draadinjectie kan het herstel verbeteren tot 10-25% of hoger met geoptimaliseerde parameters.
Welke maten en verpakkingsopties zijn beschikbaar voor calcium-siliciumlegeringen?
Calcium-siliciumlegering wordt doorgaans geleverd in de vorm van klontjes met afmetingen als 10-50 mm en 50-100 mm. Standaardverpakkingen maken gebruik van bulkzakken van 1000 kg of stalen vaten van 20-25 kg op pallets. Voor exportzendingen zijn vochtbestendige verpakkingen en zeewaardige verpakkingen beschikbaar.
Vraag een offerte aan voor calcium-siliciumlegering
Ons technische team kan u de optimale CaSi-kwaliteit, maatvoering en toevoegingspraktijk aanbevelen voor uw staalproductieproces. Stuur ons uw specificaties en jaarlijkse volumebehoefte voor een scherpe aanbieding.
Neem contact met ons op© Fabrikant van calciumsiliciumlegeringen. Alle rechten voorbehouden. |Neem contact met ons op
Populaire tags: calcium-siliciumlegering, China fabrikanten van calcium-siliciumlegeringen, leveranciers