Vad är användningen av kalciumkisel?

Kalciumkisellegeringär ett viktigt legeringsmaterial, huvudsakligen sammansatt av kisel och kalcium, vanligtvis med en kiselhalt mellan 30 % och 60 %.

Kiselkalciumlegering är ett mycket effektivt funktionellt kompositmaterial inom ståltillverkningsområdet, som har flera funktioner inklusive deoxidation, avsvavling och kornförfining:

Deoxidationsfunktion:

Som för-deoxidationsmedel eller slutligt deoxidationsmedel är tillsatsmängden 0,3 %-0,8 % av stålmassan. Kalcium (Ca) har en extremt stark affinitet för syre (reaktionsfri energi ΔG₂₀₀₀K=-604kJ/mol), och kombineras företrädesvis med syre i stålet för att bilda CaO. Kisel (Si) bildar samtidigt SiO2, och de två bildar en låg-smältpunkt-kompositinneslutning (CaO-SiO2) med en densitet som är mycket lägre än stålets (2,6g/cm³ mot 7,8g/cm³). Denna inneslutning flyter snabbt upp till ytan och avlägsnas med slaggen, vilket minskar syrehalten i stålet från 80-100 ppm till 30-50 ppm, vilket minskar defekter såsom porositet och inneslutningar.

Avsvavling:

Kalcium reagerar med svavel för att bilda stabilt CaS (smältpunkt 2450 grader ), vilket uppnår en avsvavlingshastighet på 60 %-70 %, vilket minskar svavelhalten i smält stål från 0,03 % till 0,009 %-0,012 %. Detta förbättrar stålets hetsprickhållfasthet och bearbetningsprestanda, vilket gör det lämpligt för tillverkning av högkvalitativa stål (som lagerstål och fjäderstål).

Kornförfining och prestandaförbättring:

Kalcium främjar bildningen av karbonitrider från element som Nb och Ti i stål, vilket förfinar kornstorleken (från 50μm till 20-30μm). Detta ökar stålets draghållfasthet med 15%-20% och slagsegheten med 25%-30%, samtidigt som stålets svetsbarhet och korrosionsbeständighet förbättras.

I gjutjärn och icke-järnlegeringar är CaSi-legering ett viktigt ympmedel och prestandamodifierare:

Inokulering av gjutjärn:

Genom att lägga till 0,2%-0,5% av den smälta järnmassan främjar kisel grafitiseringsprocessen, ökar antalet grafitkärnor och omvandlar grafitmorfologin från grova flingor till fina, enhetliga flingor eller sfäriska former, vilket förhindrar bildandet av vitt järn. Detta kan öka slagsegheten hos grått gjutjärn med 20%-30% och draghållfastheten för segjärn med 10%-15%, vilket gör det lämpligt för nyckelgjutgods som bilmotorblock och verktygsmaskiner.

Gjutning av icke-järnlegeringar:

Genom att tillsätta 0,1 %-0,3 % kisel-kalciumlegering vid tillverkning av aluminiumlegeringar kan kalcium neutralisera skadliga element som Na och Li, vilket förbättrar tendensen till hetsprickbildning, medan kisel förbättrar legeringshållfastheten. Vid produktion av magnesiumlegeringar kan den förfina kornstorleken (från 100 μm till 40-50 μm), vilket förbättrar högtemperaturhållfastheten och värmebeständigheten, vilket gör den lämplig för lättviktslegeringskomponenter som används inom flyg- och rymdindustrin.

Kontroll av gjutningsfel:

Genom att rena smält järn och förbättra fluiditeten reduceras krympningshåligheter och porositetsdefekter, vilket ökar gjututbytet med 10%-15% och sänker efterföljande bearbetningskostnader.

Specialstålproduktion:

Att lägga till SiCa-legeringar till smältning av rostfritt stål optimerar kromfördelningen, undviker krom-utarmade zoner och utökar saltspraykorrosionsbeständigheten från 200 timmar till över 350 timmar. Vid tillverkning av värmebeständig legering bildar kalcium och kisel synergistiskt en tät oxidfilm, vilket minskar oxidationshastigheten vid 1000 grader med 50 %, vilket gör den lämplig för komponenter med hög- temperatur som gasturbinblad.

Elektroniskt material:

Hög-kiselkalciumlegeringar (totalt föroreningar Mindre än eller lika med 0,1%) kan användas som råmaterial för framställning av halvledarmaterial. Polykristallint kisel produceras genom en reduktionsreaktion, med exakt kontroll av kalcium- och kiselhalten (Ca Större än eller lika med 30%, Si Större än eller lika med 60%) för att förhindra att föroreningar påverkar de elektriska egenskaperna hos kiselskivor, vilket gör den lämplig för scenarier för chiptillverkning.

Inom området eldfasta material:

Kalcium Kisellegeringspulver kan användas som tillsats i eldfasta tegelstenar och gjutgods, vilket förbättrar den höga-temperaturstabiliteten (driftstemperaturen kan nå över 1600 grader) och korrosionsbeständigheten hos materialen, vilket gör det lämpligt för industriella ugnar och hög-utrustningsfoder.

Kemisk industri:

Som ett reduktionsmedel eller katalysator används det i organiska syntesreaktioner (såsom silanberedning) för att påskynda reaktionsprocessen och förbättra produktutbytet; den kan också producera CaSi-ympmedel, lämpliga för gjutningsbehoven av korrosionsbeständiga-och slitstarka gjutgods i kemisk utrustning.

Miljöfördelar:

Att använda kiselkalciumlegeringar för att ersätta enstaka desoxidationsmedel (som aluminium) vid ståltillverkning kan minska aluminiumförbrukningen med 30%-40%, minska energiförbrukningen per ton stål med 5%-8% och minska CO₂-utsläppen, i linje med trenden med grön metallurgi; Dessutom är kostnaden för CaSi-legeringar bara 1/3-1/2 av aluminium, vilket balanserar ekonomisk effektivitet och miljövänlighet.

Applikationsfördelar:

Funktionell komposit (deoxidation + avsvavling + ympning + legering), vilket eliminerar behovet av flera tillsatser; bred tillämpbarhet (ståltillverkning, gjutning, elektronik och andra områden); hög kostnads-effektivitet, balanserar prestanda och ekonomi.

Urvalsprinciper:

För deoxidation och avsvavling av ståltillverkning, välj hög-kalciumkvalitet (t.ex. Ca31Si55); för gjutningsympning, välj hög-kiselkvalitet (t.ex. Ca28Si60); för elektroniska material, välj hög{10}}renhetsgrad (totalt föroreningar Mindre än eller lika med 0,1 %); justera tillsatsmängden enligt materialtyp och utrustningsprocess för att undvika överdriven tillsats som leder till bildandet av hårda och spröda faser.