Aloi Ca-Si: Memacu Kecemerlangan & Penjimatan Metalurgi

Aloi Si-Ca ialah feroaloi komposit dengan silikon dan kalsium sebagai komponen terasnya, ditambah dengan sejumlah kecil unsur kekotoran seperti besi, aluminium dan karbon. Disebabkan sifat metalurginya yang sangat baik, ia telah menjadi bahan bantu utama yang sangat diperlukan dalam penghasilan-keluli berkualiti tinggi dan besi tuang. Berikut ialah perbincangan terperinci dari tiga aspek: kaedah penyediaan, kelebihan prestasi dan bidang aplikasi:

I. Kaedah Penyediaan
1. Pemilihan dan Pembahagian Bahan Mentah: Bahan mentah teras ialah silika (menyediakan silikon), kapur (menyediakan kalsium), dan kok (sebagai agen penurunan dan agen eksotermik). Ketulenan bahan mentah dikawal ketat untuk mengurangkan kemasukan kekotoran. Mengikut gred produk sasaran (mengikut piawaian YB 525-65, kandungan kalsium tidak kurang daripada 24%, 28%, atau 31%), perkadaran setiap bahan mentah diselaraskan dengan tepat untuk meletakkan asas bagi tindak balas peleburan.

2. Proses Peleburan Suhu-Tinggi: Bahan mentah berkadar dimasukkan ke dalam relau arka terendam dan dileburkan dalam suasana pengurangan yang kuat pada 1500-1800 darjah . Semasa proses peleburan, kapur dan silikon dioksida mula-mula membentuk sanga kalsium silikat takat lebur-rendah, yang menjejaskan proses tindak balas pengurangan. Pada masa yang sama, kalsium dan silikon mudah meruap pada suhu tinggi (kadar kehilangan kira-kira 10% setiap satu), dan produk perantaraan kalsium karbida (CaC₂) dan silikon karbida (SiC) mengambil bahagian dalam tindak balas seterusnya. Disebabkan oleh ketumpatan rendah aloi silikon-kalsium, ia cenderung untuk menumpukan perhatian di bahagian atas kolam lebur, memerlukan langkah khusus untuk memisahkan aloi daripada sanga dengan berkesan semasa mengetuk.

3. Kaedah Peleburan Arus Perdana: Dalam pengeluaran perindustrian, kaedah yang biasa digunakan termasuk penyusuan campuran, penyusuan berlapis, kaedah kalsium karbida dan kaedah pengurangan haba elektrosilikon. Ini semua adalah mod peleburan-berasaskan sanga, boleh disesuaikan dengan skala pengeluaran dan keperluan produk yang berbeza.

4. Pembentukan dan Penggredan: Selepas peleburan, aloi disejukkan dan dibentuk menjadi blok semula jadi, kemudian dihancurkan dan disaring menjadi blok standard (10-60mm) atau serbuk silikon-kalsium (0-3mm) untuk memenuhi keperluan morfologi aplikasi yang berbeza.

II. Kelebihan Prestasi

1. Kapasiti Pemurnian Komposit Cemerlang: Kedua-dua kalsium dan silikon mempunyai pertalian yang kuat untuk oksigen, dan kalsium juga boleh digabungkan dengan cekap dengan unsur-unsur seperti sulfur, nitrogen, hidrogen dan karbon. Ini memberikan silikon-ali kalsium berbilang fungsi, termasuk penyahoksidaan, penyahsulfuran, penyahgas dan penetapan sulfur, dengan ketara mengurangkan kandungan kekotoran dalam keluli cair dan menyumbang kepada penghasilan keluli bersih.

2. Kesan Penyahoksidaan yang Sangat Cekap dan Stabil: Kapasiti penyahoksidaannya adalah lebih baik daripada penyahoksida aluminium tradisional. Produk penyahoksidaan ialah zarah yang lebih besar, menjadikannya lebih mudah untuk terapung dan diasingkan, mengurangkan baki kemasukan bukan{2}}logam dalam keluli. Ia juga boleh mengubah bentuk dan sifat kemasukan, menghalangnya daripada menjejaskan sifat keluli.

3. Prestasi Peleburan dan Pemprosesan Dioptimumkan: Menambah kalsium pada keluli cair menjana kesan eksotermik yang kuat. Apabila kalsium ditukar kepada wap kalsium, ia mengaduk keluli cair, seterusnya menggalakkan pengapungan kemasukan. Apabila menggantikan aluminium sebagai penyahoksida akhir, ia berkesan menyelesaikan masalah seperti penyumbatan muncung senduk dan penyumbatan muncung tundish tuangan berterusan, memastikan kesinambungan peleburan.

4. Meningkatkan Prestasi Bahan Teras: Ia bukan sahaja memurnikan keluli dan besi cair tetapi juga meningkatkan keplastikan, keliatan hentaman dan kecairan keluli. Pada masa yang sama, ia mengoptimumkan morfologi dan pengedaran grafit dalam besi tuang, meningkatkan sifat mekanikal keseluruhan bahan siap.

III. Kawasan Permohonan
1. Industri Pembuatan Keluli
Sesuai untuk pengeluaran gred keluli konvensional seperti keluli berkualiti tinggi-, keluli karbon rendah-, keluli tahan karat dan keluli rel, serta aloi khas seperti aloi berasaskan nikel-dan aloi berasaskan titanium-. Ia berfungsi sebagai deoxidizer teras, desulfurizer, dan pengubah inklusi, mengawal kandungan oksigen dan sulfur ke tahap yang sangat rendah.

Boleh digunakan sebagai agen pemanasan dalam pembuatan keluli penukar untuk mengimbangi kehilangan suhu semasa proses peleburan; dalam metalurgi senduk, ia boleh ditambah dengan tepat melalui suntikan serbuk atau suapan dawai teras untuk mencapai kawalan tepat komposisi keluli cair.

2. Industri Faundri
Digunakan sebagai inokulan untuk besi tuang, menggalakkan pembentukan grafit-berbutir halus atau sferoid, menghasilkan pengedaran grafit yang lebih seragam dalam besi tuang kelabu, mengurangkan kecenderungan untuk besi tuang putih dan meningkatkan kebolehmesinan dan kestabilan mekanikal besi tuang.

Sebagai bahan tambahan dalam pengeluaran besi mulur, ia berfungsi untuk meningkatkan kandungan silikon dan penyahsulfuran, menulenkan besi cair dengan berkesan, mengurangkan kecacatan seperti keliangan dan kemasukan dalam tuangan, dan mengoptimumkan kualiti produk besi tuang.

3. Aplikasi Lain
Digunakan secara meluas dalam senario khas dengan keperluan ketat untuk ketulenan dan prestasi bahan, seperti pengeluaran keluli prestasi khas yang diperlukan dalam-pembuatan jentera dan aeroangkasa kelas atas, memberikan jaminan bahan untuk komponen kritikal.