Liga de Ca-Si: gera excelência metalúrgica e economia

A liga de Si-Ca é uma liga de ferro composta com silício e cálcio como componentes principais, complementada com pequenas quantidades de elementos de impureza, como ferro, alumínio e carbono. Devido às suas excelentes propriedades metalúrgicas, tornou-se um material auxiliar indispensável na produção de aço e ferro fundido de alta-qualidade. A seguir está uma discussão detalhada de três aspectos: método de preparação, vantagens de desempenho e campos de aplicação:

I. Método de Preparação
1. Seleção e dosagem de matérias-primas: As principais matérias-primas são sílica (fornece silício), cal (fornece cálcio) e coque (como agente redutor e agente exotérmico). A pureza das matérias-primas é rigorosamente controlada para reduzir a introdução de impurezas. De acordo com o grau do produto alvo (de acordo com o padrão YB 525-65, o teor de cálcio não é inferior a 24%, 28% ou 31%), as proporções de cada matéria-prima são ajustadas com precisão para estabelecer as bases para a reação de fundição.

2. Processo de fundição-de alta temperatura: As matérias-primas proporcionadas são alimentadas em um forno de arco submerso e fundidas em uma atmosfera redutora forte a 1.500-1.800 graus. Durante o processo de fundição, a cal e o dióxido de silício formam primeiro escória de silicato de cálcio com baixo-ponto de fusão-, afetando o processo de reação de redução. Simultaneamente, o cálcio e o silício são facilmente volatilizados em altas temperaturas (taxa de perda de aproximadamente 10% cada), e os produtos intermediários carboneto de cálcio (CaC₂) e carboneto de silício (SiC) participam de reações subsequentes. Devido à baixa densidade da liga silício-cálcio, ela tende a se concentrar na parte superior da poça fundida, exigindo medidas especializadas para separar efetivamente a liga da escória durante o vazamento.

3. Métodos de fundição convencionais: Na produção industrial, os métodos comumente usados ​​incluem alimentação mista, alimentação em camadas, método de carboneto de cálcio e método de redução térmica por eletrossilício. Todos esses são modos de fundição-baseados em escória, adaptáveis ​​a diferentes escalas de produção e requisitos de produto.

4. Formação e classificação: Após a fundição, a liga é resfriada e formada em blocos naturais, depois triturada e peneirada em blocos padrão (10-60mm) ou pó de silício-cálcio (0-3mm) para atender aos requisitos morfológicos de diferentes aplicações.

II. Vantagens de desempenho

1. Excelente capacidade de purificação de compostos: Tanto o cálcio quanto o silício têm uma forte afinidade com o oxigênio, e o cálcio também pode se combinar eficientemente com elementos como enxofre, nitrogênio, hidrogênio e carbono. Isso confere à liga de silício-cálcio múltiplas funções, incluindo desoxidação, dessulfurização, desgaseificação e fixação de enxofre, reduzindo significativamente o teor de impurezas no aço fundido e contribuindo para a produção de aço limpo.

2. Efeito de desoxidação altamente eficiente e estável: Sua capacidade de desoxidação é superior aos desoxidantes de alumínio tradicionais. Os produtos da desoxidação são partículas maiores, facilitando sua flutuação e separação, reduzindo o resíduo de inclusões não{2}}metálicas no aço. Também pode alterar a forma e as propriedades das inclusões, evitando que afetem negativamente as propriedades do aço.

3. Desempenho otimizado de fundição e processamento: Adicionar cálcio ao aço fundido gera um forte efeito exotérmico. Quando o cálcio é convertido em vapor de cálcio, ele agita o aço fundido, promovendo ainda mais a flotação das inclusões. Ao substituir o alumínio como desoxidante final, ele resolve efetivamente problemas como entupimento do bico da panela e bloqueio do bico do distribuidor de fundição contínua, garantindo a continuidade da fundição.

4. Melhorando o desempenho do material do núcleo: Ele não apenas purifica o aço fundido e o ferro, mas também melhora a plasticidade, a resistência ao impacto e a fluidez do aço. Simultaneamente, otimiza a morfologia e distribuição da grafite no ferro fundido, melhorando as propriedades mecânicas gerais do material acabado.

III. Áreas de aplicação
1. Indústria siderúrgica
Adequado para a produção de tipos de aço convencionais, como aço de alta-qualidade, aço de baixo-carbono, aço inoxidável e aço ferroviário, bem como ligas especiais, como ligas à base de níquel-e ligas à base de titânio-. Ele serve como desoxidante central, dessulfurizador e modificador de inclusão, controlando o conteúdo de oxigênio e enxofre a níveis extremamente baixos.

Pode ser utilizado como agente de aquecimento na produção de aço conversor para compensar perdas de temperatura durante o processo de fundição; na metalurgia de panela, pode ser adicionado com precisão por meio de injeção de pó ou alimentação de arame central para obter controle preciso da composição do aço fundido.

2. Indústria de Fundição
Usado como inoculante para ferro fundido, promovendo a formação de grafite de granulação-fina ou esferoidal, resultando em uma distribuição mais uniforme de grafite em ferro fundido cinzento, reduzindo a tendência para ferro fundido branco e melhorando a usinabilidade e a estabilidade mecânica do ferro fundido.

Como aditivo na produção de ferro dúctil, funciona aumentando o teor de silício e dessulfurando, purificando efetivamente o ferro fundido, reduzindo defeitos como porosidade e inclusões em peças fundidas e otimizando a qualidade dos produtos de ferro fundido.

3. Outras aplicações
Amplamente utilizado em cenários especiais com requisitos rigorosos de pureza e desempenho de material, como a produção de aços de desempenho especial necessários na-fabricação de máquinas de alta tecnologia e no setor aeroespacial, fornecendo garantia de material para componentes críticos.