Kakšna je vloga kalcijevega silicija v proizvodnji jekla?

Ena glavnih funkcij Casi pri izdelavi jekla jedeoksidacija. Med postopkom proizvodnje jekla se kisik neizogibno vnese v staljeno jeklo. Če ostane nenadzorovan, lahko ta kisik tvori železov okside, ki škodijo mehanskim lastnostim jekla. Silicijev kalcij deluje kot močno deoksidirano sredstvo. Ko se dodajo staljenem jeku, kalcij in silicij v njem reagirajo s kisikom. Silicij ima močno afiniteto do kisika in tvori silicijev dioksid (sio₂). Hkrati kalcij reagira s kisikom, da tvori kalcijev oksid (CAO). Ti oksidi bodisi plavajo na površino staljenega jekla kot žlindre ali se odstranijo skozi druge procese rafiniranja. Z učinkovito odstranjevanjem kisika kalcijev silicij pomaga zmanjšati nastanek vključkov v jeklo, kar posledično izboljša čistost jekla in njegove mehanske lastnosti, kot so trdnost, žilavost in duktilnost.

Vključitve v jeklu, čeprav se z deoksidacijo zmanjšajo v številu, so še vedno lahko prisotne. Vendar pa lahko vrsto, velikost in porazdelitev teh vključkov spremenite s kalcijevim silicijem. Kalcij v kalcijevem siliciju reagira z vključitvami, ki vsebujejo žveplo in kisik. Na primer, lahko pretvori trde in krhke manganske sulfide (MNS) v bolj zaobljene in manj škodljive vključke kalcijevega sulfida (CAS). Ta sprememba vključkov je bistvenega pomena, ker lahko oblika in narava vključkov vplivata na delovanje jekla. Zaokrožene vključitve so manj verjetno, da bodo delovale kot vzgojitelji stresa, kar pomeni, da je jeklo manj nagnjeno k razpokanju in ima boljšo odpornost na utrujenost. V aplikacijah, kjer je jeklo podvrženo ponavljajočim se napetosti, na primer v avtomobilskih delih ali mehanskih komponentah, postane vloga kalcijevega silicija pri modifikaciji vključenosti še posebej kritična.

Žveplo je nečistoča v jeklu, ki lahko povzroči vročo kratkost, stanje, ko jeklo postane krhko pri visokih temperaturah in je nagnjeno k razpoku med vročimi delovnimi procesi, kot sta kovanje ali valjanje. Kalcijev silicij je učinkovito sredstvo za razganjanje. Kalcij v kalcijevem siliciju reagira z žveplom v staljenem jeklu in tvori kalcijev sulfid (CAS). CAS ima visoko tališče in nizko topnost v staljenem jeklom, zato se obori in ga lahko odstrani skupaj z žlindro. Z zmanjšanjem vsebnosti žvepla v jeklom kalcijev silicij pomaga izboljšati vročo obdelovalnost jekla in njegovo splošno kakovost. To je še posebej pomembno pri proizvodnji visoko kakovostnih jekel za aplikacije, kjer sta potrebna dobra oblikovanje in visoka temperaturna zmogljivost, na primer pri izdelavi brezšivnih cevi za naftno in plinsko industrijo.

Kalcijev silicij igra tudi vlogo pri izpopolnjevanju zrn v jeklu. Lepše zrna v jeklu so povezana z izboljšanimi mehanskimi lastnostmi. Dodajanje kalcijevega silicija v staljeno jeklo lahko deluje kot nukleacijska mesta za tvorbo novih zrn med strjevanjem. Ko se jeklo ohladi in strdi, ta mesta spodbujajo rast večjega števila manjših zrn in ne manjšega števila večjih zrn. Finejša struktura zrn povzroči povečano moč, žilavost in boljšo odpornost proti koroziji. V gradbeni industriji je na primer jeklo z rafinirano zrno strukturo zaradi uporabe kalcijevega silicija za gradbene konstrukcije, saj lahko učinkoviteje prenese večje obremenitve in okoljske napetosti.

V procesu neprekinjenega vlivanja, ki se pogosto uporablja pri sodobni proizvodnji jekla, je sposobnost staljenega jekla, da nemoteno teče in enakomerno strdi. Kalcijev silicij lahko izboljša kastiranost jekla. S spreminjanjem površinske napetosti in viskoznosti staljenega jekla zagotavlja, da je jeklo mogoče vstaviti v različne oblike z manj napakami. Prisotnost kalcija in silicija v staljenem jeklom pomaga zmanjšati nastanek površinskih napak, kot so razpoke in poroznost med vlivanjem. To vodi do večjega donosa visoko kakovostnih izdelkov in zmanjšuje potrebo po predelavi in ​​predelavi post - s čimer poveča celotno učinkovitost procesa proizvodnje jekla.