مقدمة
السيليكون-الكالسيوم (CaSi)يستخدم على نطاق واسع في علم المعادن الحديث بسبب مزيج خصائص السيليكون والكالسيوم.
في حين يستخدم الفيروسيليكون في المقام الأول كمصدر للسيليكون ومزيل الأكسدة، فإن السبائك المحتوية على الكالسيوم تمنح عالم المعادن أداة إضافية للتحكم في الشوائب غير المعدنية.
لهذا السببسبائك السيليكون الكالسيوممطلوب في إنتاج الفولاذ عالي الجودة، والفولاذ الخاص، وبعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ، وكذلك في المسابك.
لماذا الكالسيوم مهم في إنتاج الصلب
الكالسيوم شديد التفاعل كيميائيا.
في درجات حرارة عملية صناعة الصلب، يختلف سلوكه بشكل كبير عن سلوك السيليكون أو المنغنيز أو عناصر صناعة السبائك الشائعة الأخرى.
لذلك، لا يتم عادةً إضافة الكالسيوم إلى الفولاذ السائل كمكون شائع في صناعة السبائك.
في الممارسة العملية، يتم استخدام مواد خاصة تحتوي على الكالسيوم، بما في ذلكCaSi، بالإضافة إلى الأسلاك ذات القلب المتدفق مع حشو يحتوي على الكالسيوم.
الغرض من هذا العلاج - هو الحصول على تأثير خاضع للرقابة مع الحد الأدنى من فقدان الكالسيوم النشط.
1. إزالة الأكسدة
واحدة من الوظائف الرئيسيةسبائك الكالسيوم السيليكونهو إزالة الأكسدة.
السيليكون لديه قابلية عالية للأكسجين. عندما يتم إدخال CaSi في معدن سائل، يشارك السيليكون في ربط الأكسجين المذاب.
يجب أن تنفصل منتجات التفاعل الناتجة عن الحمام المعدني وتتحول إلى الخبث.
هذا يقلل من كمية الأكسجين المذاب غير المرغوب فيه.
ومع ذلك، تظهر الممارسة الصناعية أن فعالية المعالجة لا يتم تحديدها فقط من خلال التركيب الكيميائي لـ CaSi.
ذات أهمية كبيرة هي:
- درجة حرارة المعدن
- وقت المعالجة
- طريقة الإدارة
- عمق الإدراج
- سرعة التغذية
- حجم الجسيمات.
- محتوى الأكسجين
- محتوى الكبريت
- تكوين الخبث.
2. إزالة الكبريت
الاتجاه الثاني المهم -إزالة الكبريت.
يمكن أن يؤثر الكبريت سلبًا على خصائص الفولاذ وهو غير مرغوب فيه بشكل خاص في بعض أنواع الفولاذ عالي الجودة.
الكالسيوم قادر على ربط الكبريت ليتشكلCaS.
ولكن لا يمكن الافتراض أن أي زيادة في كمية CaSi تضمن تلقائيًا انخفاضًا متناسبًا في الكبريت.
النتيجة تعتمد على النظام المعدني بأكمله.
إذا كان المعدن يحتوي على تركيز كبريت مرتفع جدًا، فيمكن استهلاك بعض الكالسيوم بسرعة لتكوين كبريتيدات.
ولذلك، يعتبر CaSi عادةً جزءًا من تكنولوجيا المعادن الثانوية المتكاملة.
3. تعديل الشوائب غير المعدنية
وهذه من أهم فوائد الكالسيوم.
بعد إزالة أكسدة الألومنيوم، يمكن أن تتشكل شوائب ألومينات صلبة في الفولاذ.
قد تكون مثل هذه الإدراجات غير مرغوب فيها من وجهة نظر:
- صب؛
- نظافة الصلب
- اللدونة؛
- قوة التعب
- القدرة على التصنيع.
- خطر انسداد معدات التعبئة.
يمكن أن يؤدي علاج الكالسيوم إلى تغيير شكل وتكوين هذه الادراج.
وبدلاً من جزيئات الومينات الصلبة الكبيرة، يمكن أن تتشكل ألومينات الكالسيوم الأكثر ملائمة.
لهذا السببعلاج الكالسيوممهم بشكل خاص للصلب عالي الجودة.
تظهر دراسات العمليات المعدنية أن CaSi يستخدم على نطاق واسع كمصدر للكالسيوم لتعديل الشوائب.
4. تحسين الصب المستمر
إحدى المهام العملية لصناعة الصلب هي منع انسداد الفوهات الغاطسة والعناصر الأخرى لنظام الصب المستمر.
إذا كان الفولاذ يحتوي على عدد كبير من الشوائب الصلبة غير المعدنية، فمن الممكن أن تترسب على الأسطح الداخلية للمعدات.
هذا يمكن أن يؤدي إلى:
- تقليل منطقة التدفق.
- إمدادات المعادن غير المستقرة.
- تغيير سرعة الصب.
- تدهور جودة السطح.
- توقفات تكنولوجية
يساعد علاج الكالسيوم الذي يتم إجراؤه بشكل صحيح على تغيير خصائص الادراج وتقليل احتمالية حدوث مثل هذه المشكلات.
ومع ذلك، يجب حساب الجرعة مع الأخذ بعين الاعتبار التركيب الكيميائي للصلب.
لماذا يعتبر الكثير من CaSi مشكلة أيضًا
من الأخطاء الشائعة بين المشترين المبتدئين - الاعتقاد بأنه "كلما زاد الكالسيوم، كان ذلك أفضل".
في الممارسة العملية هذا ليس هو الحال.
الكالسيوم شديد التقلب وشديد التفاعل عند درجات حرارة صناعة الصلب.
ولذلك، فإن فعالية استخدامه تعتمد على مقدار الكالسيوم الذي يبقى فعليا في الفولاذ بعد المعالجة.
إذا تم حساب الجرعة بشكل غير صحيح، فقد يتم استهلاك بعض المواد دون الحصول على التأثير المعدني المطلوب.
لذلك عند الاختيارسبائك CaSiمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار ليس فقط محتوى الكالسيوم، ولكن أيضا تكنولوجيا الإدارة.
CaSi والأسلاك محفور
في الصناعة، يمكن استخدام CaSi بأشكال مختلفة.
من أشهر -سلك محفور، أي سلك محفور.
يتم وضع المواد التي تحتوي على الكالسيوم داخل الغلاف الفولاذي.
يتم تغذية السلك مباشرة في المعدن السائل.
تتيح لك هذه الطريقة التحكم بشكل أفضل في كمية المواد المقدمة وعمق إمدادها.
ومع ذلك، يمكن أيضًا توفير CaSi في شكل مقطوع أو حبيبات أو مسحوق.
يتم اختيار نموذج التسليم وفقًا للعملية المحددة.
ما هي معلمات CaSi ذات الأهمية الخاصة لعالم المعادن؟
عند الشراء يجب عليك التأكد من:
- كاليفورنيا- المكون النشط الرئيسي.
- سي- مصدر للسيليكون وجزء من النظام الكيميائي الأولي للسبائك.
- آل- يعد مؤشرًا مهمًا للفولاذ الذي يتطلب رقابة صارمة على التركيب.
- ج- مهم للفولاذ منخفض الكربون والفولاذ الخاص.
- ف و س- مهمة بشكل خاص لجودة المعادن.
- مقاس- يؤثر حجم المادة على سرعة وطريقة إدخالها.
- رُطُوبَة- يجب التحكم في الرطوبة أثناء التخزين والنقل.
ما الفولاذ الذي يمكنه استخدام CaSi
تشمل التطبيقات:
- الفولاذ الهيكلي عالي الجودة
- سبائك الصلب منخفضة.
- تحمل الصلب.
- الصلب السكك الحديدية؛
- بعض درجات الفولاذ المقاوم للصدأ؛
- فولاذ خاص؛
- سبائك الصب؛
- بعض النيكل والسبائك الخاصة.
المعيار الرئيسي - ليس اسم الفولاذ، بل التكنولوجيا المعدنية المحددة.
CaSi في المسبك
بالإضافة إلى صناعة الصلب،سبائك الكالسيوم السيليكونيمكن استخدامها في صناعة المسبك.
يمكن أن يؤثر الكالسيوم والسيليكون على بنية الحديد الزهر ويستخدمان في تعديل المواد وتطعيمها.
اعتمادًا على التكنولوجيا، يتم استخدام تركيبات وأحجام مختلفة.
ما يلي مهم لعامل المسبك:
- معدل الذوبان
- استقرار التكوين
- حجم الجسيمات.
- محتوى العناصر النشطة.
- وقت المعالجة
- درجة حرارة الحديد الزهر السائل.
كيفية اختيار CaSi لمؤسسة معينة
لا يمكنك اختيار مادة فقط وفقًا لمبدأ "Ca28Si55 أرخص من Ca30Si60".
تحتاج أولاً إلى تحديد المشكلة التكنولوجية.
إذا كانت المهمة الرئيسية - هي تعديل المشتملات، فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار الكمية المطلوبة من الكالسيوم النشط.
إذا كانت هناك حاجة إلى إزالة الأكسدة الإضافية، يصبح توازن Ca و Si مهمًا.
إذا كانت هناك حاجة إلى السيطرة على الشوائب، فيجب النظر فيها بعنايةآل، ف، ق و ج.
لماذا يمكن أن يعمل نفس CaSi -بشكل مختلف
وحتى مع نفس التحليل الكيميائي، قد تختلف النتائج.
الأسباب:
- درجات حرارة معدنية مختلفة.
- سرعات تغذية مختلفة
- أعماق الإدراج مختلفة.
- حجم مختلف من المواد.
- تكوين الخبث المختلفة.
- تركيزات مختلفة من الأكسجين.
- محتوى الكبريت المختلفة.
- أوقات معالجة مختلفة.
ولذلك، يجب على مورد CaSi أن يفهم ليس فقط مواصفات المنتج، ولكن أيضًا التطبيق النهائي.
النهج العملي للمشتريات
قبل إبرام العقد، يوصى بتزويد المورد بما يلي:
- العلامة التجارية المطلوبة؛
- التركيب الكيميائي
- مقاس؛
- نموذج التسليم
- الحجم الشهري
- حجم لمرة واحدة؛
- التعبئة والتغليف؛
- متطلبات شهادة التحليل؛
- شروط التسليم؛
- ميناء الوجهة.
إذا قدم المشتري هذه البيانات، فإن احتمال تلقي عروض قابلة للمقارنة حقا أعلى بكثير.
خاتمة
سبائك CaSiيلعب دورا هاما في علم المعادن الحديث.
لا تتعلق أهميتها فقط بإزالة الأكسدة وإزالة الكبريت. من المزايا الرئيسية للمواد المحتوية على الكالسيوم - هي القدرة على التحكم في خصائص الشوائب غير المعدنية.
ولذلك، ينبغي تقييم جودة CaSi ليس فقط من خلال سعر الطن، ولكن أيضًا من خلال مدى ملاءمته لعملية تعدينية معينة.
التعليمات
1. ما هو استخدام الكالسيوم-السيليكون؟
الوظائف الرئيسية -إزالة الأكسدة وإزالة الكبريت وتعديل الشوائب غير المعدنية.
2. هل يستخدم CaSi في صناعة الفولاذ؟
نعم. وهذا هو أحد المجالات الرئيسية لتطبيقه.
3. هل يستطيع CaSi تقليل الكبريت؟
الكالسيوم قادر على ربط الكبريت لتكوين CaS، لكن فعاليته تعتمد على ظروف العملية المعدنية.
4. ما هو تعديل الادراج؟
هذا تغيير في تكوين وحجم وشكل الشوائب غير المعدنية من أجل تحسين الخصائص التكنولوجية والتشغيلية للصلب.
5. لماذا يستخدم الكالسيوم بعد إزالة أكسدة الألومنيوم؟
أحد الأهداف هو تغيير شوائب الألومينات الصلبة إلى ألومينات الكالسيوم الأكثر ملائمة.
6. هل يمكن لـ CaSi منع انسداد فوهة الغمر؟
عندما يتم حساب الكالسيوم بشكل صحيح، يمكن أن يقلل علاج الكالسيوم من خطر المواد الصلبة غير المرغوب فيها التي تساهم في الانسداد.
7. ما هي درجة الحرارة اللازمة للمعالجة؟
يتم تحديد درجة الحرارة من خلال درجة معينة من الفولاذ وعملية تكنولوجية، لذلك لا يمكن تطبيق قيمة عالمية.
8. هل من الممكن إدخال CaSi مباشرة في المغرفة؟
نعم، ولكن طريقة الإدخال تعتمد على شكل المادة ومعدات المصنع.
9. ما هو سلك CaSi؟
هذا سلك ذو قلب متدفق مملوء بـ CaSi أو مواد أخرى تحتوي على الكالسيوم.
10. كيف يختلف CaSi عن الفيروسيليكون؟
يحتوي CaSi على كميات كبيرة من الكالسيوم ويستخدم ليس فقط لإزالة الأكسدة، ولكن أيضًا لمعالجة الكالسيوم في الفولاذ.
11. هل حجم CaSi مهم؟
نعم. ويؤثر الحجم على معدل التفاعل والذوبان وطريقة إدخال المادة.
12. هل يمكن استخدام CaSi في الحديد الزهر؟
نعم، يمكن استخدام سبائك السيليكون المحتوية على الكالسيوم في صناعة المسبك.
13. لماذا يعد محتوى Al مهمًا؟
قد تكون المستويات العالية من Al غير مرغوب فيها بالنسبة لبعض درجات الفولاذ ويجب أن تكون متوافقة مع مواصفات المشتري.
14. هل أحتاج إلى التحقق من شهادة التحليل؟
نعم. بالنسبة لمشتريات التصدير، يوصى بالتحقق من التركيب الكيميائي الفعلي لكل دفعة.
15. أي CaSi تختار؟
لا يتم تحديد الاختيار حسب السعر فحسب، بل أيضًا من خلال التركيب الكيميائي وتكنولوجيا الإدخال والحجم ومحتوى الكالسيوم المطلوب ودرجة معينة من الفولاذ.