Aleación Ca-Si: impulse la excelencia y el ahorro metalúrgicos

La aleación de Si-Ca es una ferroaleación compuesta con silicio y calcio como componentes principales, complementados con pequeñas cantidades de elementos impuros como hierro, aluminio y carbono. Debido a sus excelentes propiedades metalúrgicas, se ha convertido en un material auxiliar clave indispensable en la producción de acero y hierro fundido de alta-calidad. La siguiente es una discusión detallada desde tres aspectos: método de preparación, ventajas de rendimiento y campos de aplicación:

I. Método de preparación
1. Selección y dosificación de materias primas: Las materias primas principales son sílice (que proporciona silicio), cal (que proporciona calcio) y coque (como agente reductor y agente exotérmico). La pureza de las materias primas está estrictamente controlada para reducir la introducción de impurezas. Según el grado del producto objetivo (según la norma YB 525-65, el contenido de calcio no es inferior al 24 %, 28 % o 31 %), las proporciones de cada materia prima se ajustan con precisión para sentar las bases para la reacción de fundición.

2. Proceso de fundición a alta-temperatura: las materias primas proporcionadas se introducen en un horno de arco sumergido y se funden en una atmósfera reductora fuerte a 1500-1800 grados. Durante el proceso de fundición, la cal y el dióxido de silicio primero forman escoria de silicato de calcio de bajo-punto de fusión-, lo que afecta el proceso de reacción de reducción. Al mismo tiempo, el calcio y el silicio se volatilizan fácilmente a altas temperaturas (tasa de pérdida de aproximadamente el 10% cada uno), y los productos intermedios carburo de calcio (CaC₂) y carburo de silicio (SiC) participan en reacciones posteriores. Debido a la baja densidad de la aleación de silicio-calcio, tiende a concentrarse en la parte superior del baño fundido, lo que requiere medidas especializadas para separar eficazmente la aleación de la escoria durante la extracción.

3. Métodos de fundición convencionales: en la producción industrial, los métodos comúnmente utilizados incluyen alimentación mixta, alimentación en capas, método de carburo de calcio y método de reducción térmica por electrosilicio. Todos estos son modos de fundición basados ​​en escoria-, adaptables a diferentes escalas de producción y requisitos del producto.

4. Conformación y clasificación: Después de la fundición, la aleación se enfría y se forma en bloques naturales, luego se tritura y se tamiza en bloques estándar (10-60 mm) o polvo de silicio y calcio (0-3 mm) para cumplir con los requisitos morfológicos de diferentes aplicaciones.

II. Ventajas de rendimiento

1. Excelente capacidad de purificación de compuestos: tanto el calcio como el silicio tienen una fuerte afinidad por el oxígeno, y el calcio también puede combinarse eficientemente con elementos como azufre, nitrógeno, hidrógeno y carbono. Esto le da a la aleación de silicio-calcio múltiples funciones, incluyendo desoxidación, desulfuración, desgasificación y fijación de azufre, lo que reduce significativamente el contenido de impurezas en el acero fundido y contribuye a la producción de acero limpio.

2. Efecto de desoxidación estable y altamente eficiente: Su capacidad de desoxidación es superior a la de los desoxidantes de aluminio tradicionales. Los productos de desoxidación son partículas más grandes, lo que las hace más fáciles de flotar y separar, lo que reduce el residuo de inclusiones no-metálicas en el acero. También puede cambiar la forma y las propiedades de las inclusiones, evitando que afecten negativamente a las propiedades del acero.

3. Rendimiento optimizado de fundición y procesamiento: la adición de calcio al acero fundido genera un fuerte efecto exotérmico. Cuando el calcio se convierte en vapor de calcio, agita el acero fundido, promoviendo aún más la flotación de las inclusiones. Al reemplazar el aluminio como desoxidante final, resuelve eficazmente problemas como la obstrucción de la boquilla de la cuchara y el bloqueo de la boquilla de la artesa de colada continua, asegurando la continuidad de la fundición.

4. Mejora del rendimiento del material del núcleo: no solo purifica el acero y el hierro fundidos, sino que también mejora la plasticidad, la tenacidad al impacto y la fluidez del acero. Al mismo tiempo, optimiza la morfología y distribución del grafito en hierro fundido, mejorando las propiedades mecánicas generales del material acabado.

III. Áreas de aplicación
1. Industria siderúrgica
Adecuado para la producción de grados de acero convencionales, como acero de alta-calidad, acero con bajo-carbono, acero inoxidable y acero para rieles, así como aleaciones especiales como aleaciones a base de níquel-y aleaciones a base de titanio-. Sirve como desoxidante central, desulfurador y modificador de inclusión, controlando el contenido de oxígeno y azufre a niveles extremadamente bajos.

Puede usarse como agente calefactor en la fabricación de acero por convertidores para compensar las pérdidas de temperatura durante el proceso de fundición; En la metalurgia de cuchara, se puede agregar con precisión mediante inyección de polvo o alimentación de alambre central para lograr un control preciso de la composición del acero fundido.

2. Industria de la fundición
Se utiliza como inoculante para el hierro fundido, lo que promueve la formación de grafito-de grano fino o esferoidal, lo que da como resultado una distribución más uniforme del grafito en el hierro fundido gris, lo que reduce la tendencia del hierro fundido blanco y mejora la maquinabilidad y la estabilidad mecánica del hierro fundido.

Como aditivo en la producción de hierro dúctil, funciona para aumentar el contenido de silicio y desulfurar, purificando eficazmente el hierro fundido, reduciendo defectos como la porosidad y las inclusiones en las piezas fundidas y optimizando la calidad de los productos de hierro fundido.

3. Otras aplicaciones
Ampliamente utilizado en escenarios especiales con requisitos estrictos de pureza y rendimiento del material, como la producción de aceros de rendimiento especial necesarios en la fabricación de maquinaria-de alta gama y en el sector aeroespacial, proporcionando garantía de material para componentes críticos.