ในกระบวนการกลั่นทัพพีโลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนเป็นหนึ่งในสารเติมแต่งคอมโพสิตที่สำคัญที่สุด พวกเขาดำเนินงานหลักสามอย่างไปพร้อมๆ กัน ได้แก่ การกำจัดออกซิเดชั่น การกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และการปรับเปลี่ยนการรวม ซึ่งทำให้สิ่งเหล่านี้เป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตเหล็กสะอาดคุณภาพสูง-
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะใช้โลหะผสมแคลเซียมซิลิกอนเกรดเดียวกัน แต่ผลการรักษาก็อาจมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างแบทช์ที่ต่างกัน สาเหตุของความแตกต่างนี้มักไม่ได้อยู่ที่ความแปรผันของกระบวนการทำงาน แต่อยู่ที่ความเสถียรขององค์ประกอบของโลหะผสม CaSi เอง-โดยเฉพาะอย่างยิ่งความผันผวนของปริมาณแคลเซียมและซิลิคอน แคลเซียมเป็นองค์ประกอบกำจัดออกซิไดซ์ที่ทำปฏิกิริยาได้มากที่สุด และแม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในปริมาณนั้นก็อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญต่อผลการรักษาเหล็กได้
ประโยชน์สองประการของโลหะผสม Sica มาจากผลการทำงานร่วมกันของแคลเซียมและซิลิคอน โดยแต่ละประโยชน์มีการเน้นการทำงานเป็นของตัวเอง:
| องค์ประกอบ | ฟังก์ชั่นหลัก | กลไกการออกฤทธิ์ |
| แคลเซียม (แคลิฟอร์เนีย) | การกำจัดออกซิเดชั่นที่รุนแรง การกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และการสูญเสียสภาพธรรมชาติแบบรวม | มีความสัมพันธ์กับออกซิเจนและซัลเฟอร์สูง ทำให้เกิด CaO และ CaS ดังนั้นจึงเปลี่ยน Al₂O₃ ให้เป็นแคลเซียมอะลูมิเนตที่มี-จุดหลอมเหลว-ต่ำ |
| ซิลิคอน (ศรี) | การดีออกซิเดชั่นพื้นฐานและการประมวลผลองค์ประกอบตัวพา | โดยจะทำการดีออกซิเดชันเบื้องต้นก่อน ขณะเดียวกันก็ลดความดันไอของแคลเซียมไปพร้อมๆ กัน ส่งผลให้ผลผลิตแคลเซียมเพิ่มขึ้น |

แคลเซียมในโลหะผสมแคลเซียมซิลิคอน
1. ความสามารถในการดีออกซิเดชัน: ความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างปริมาณแคลเซียมและประสิทธิภาพในการดีออกซิเดชัน
ความสามารถในการกำจัดออกซิเดชันของแคลเซียมนั้นเหนือกว่าซิลิคอนมาก การศึกษาพบว่าความสัมพันธ์ของออกซิเจนของแคลเซียมสูงกว่าซิลิคอนประมาณ 30% ปริมาณแคลเซียมจะกำหนดประสิทธิภาพการกำจัดออกซิเดชันของโลหะผสมโดยตรง
| ประเภทเนื้อหาแคลเซียม | ขอบเขต | ลักษณะการดีออกซิเจน | สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง |
| ชนิดแคลเซียมสูง |
Ca มากกว่าหรือเท่ากับ 31% |
ความสามารถในการกำจัดออกซิเดชันที่แข็งแกร่ง ลดปริมาณออกซิเจนของเหล็กหลอมเหลวอย่างรวดเร็ว และทำให้เกิดการรวมตัวของแคลเซียมอะลูมิเนตที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ-} | เหล็กที่มีความบริสุทธิ์สูง- เหล็กยานยนต์ เหล็กแบริ่ง |
| ชนิดแคลเซียมปานกลาง |
แคลิฟอร์เนีย 24%-28% |
ความสามารถในการออกซิเดชันปานกลาง ประสิทธิภาพโดยรวมดี | เหล็กโครงสร้างคุณภาพสูง-ทั่วไป |
| ประเภทแคลเซียมต่ำ |
Ca น้อยกว่าหรือเท่ากับ 20% |
ความสามารถในการกำจัดออกซิเดชันมีจำกัด ส่วนใหญ่ใช้เป็นสารช่วยออกซิเดชันของซิลิคอน | เหล็กธรรมดา, เหล็กหล่อ |
2. ผลการปรับเปลี่ยนการรวม
ค่านิยมหลักอย่างหนึ่งของโลหะผสมแคลเซียมซิลิคอนคือการปรับเปลี่ยนการรวม-จุดหลอมเหลว- Al₂O₃ ที่มีจุดหลอมเหลวสูงให้เป็นอะลูมิเนตแคลเซียมที่มีจุดหลอมเหลว-ต่ำ- ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความลื่นไหลของเหล็กหลอมเหลวและคุณสมบัติของเหล็ก
| อัตราส่วน Ca/Si | สัณฐานวิทยาการรวม | ผลการรักษา | เสี่ยงต่อการเกิดปมที่ป่วง |
| < 0.5 (insufficient calcium) | จุดหลอมเหลวสูง-การรวมAl₂O₃ (จุดหลอมเหลว 2050 องศา ) | การเสียสภาพที่ไม่สมบูรณ์; การรวมยังคงแข็งแกร่ง | มีความเสี่ยงสูง |
|
0.5-0.8 |
มีการปรับเปลี่ยนบางส่วน | ผลลัพธ์ปานกลาง ความผันผวนที่สังเกตได้ | ความเสี่ยงปานกลาง |
| มากกว่าหรือเท่ากับ 0.8 (มีแคลเซียมเพียงพอ) | แคลเซียมอะลูมิเนตเหลว (จุดหลอมเหลวต่ำ) | การรวมตัวที่แปลงสภาพโดยสมบูรณ์; ลอยและถอดออกได้ง่าย | ความเสี่ยงต่ำ |
3. ผลกระทบด้านลบของปริมาณแคลเซียมที่มากเกินไป
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าแคลเซียมที่มากขึ้นไม่จำเป็นต้องดีขึ้นเสมอไป ปริมาณแคลเซียมที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาใหม่ได้:
| ประเภทปัญหา | อาการเฉพาะ | คำอธิบายกลไก |
| ข้อจำกัดของจุดเดือด | จุดเดือดของแคลเซียมอยู่ที่เพียง 1,484 องศา ต่ำกว่าอุณหภูมิของเหล็กหลอมเหลว | แคลเซียมส่วนเกินจะระเหยอย่างรุนแรง ส่งผลให้เหล็กหลอมเหลวกระเด็นออกมา |
| ผลผลิตลดลง | ผลผลิตแคลเซียมในโลหะผสมจำนวนมากอยู่ที่ 20%-30% เท่านั้น | แคลเซียมจะระเหยออกมาเป็นไอ ส่งผลให้มีการใช้ประโยชน์น้อย |
| การละลายช้าลง | จุดหลอมเหลวของโลหะผสมแคลเซียมสูง-จะเพิ่มขึ้น (1100 องศา →1300 องศา ) | เวลาการละลายที่สมบูรณ์จะขยายจาก 3-5 นาทีเป็น 8-10 นาที |
| สิ้นเปลืองทรัพยากร | การสูญเสียธาตุแคลเซียมความจุสูง- | ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจลดลง |
คำแนะนำกระบวนการ:ขอแนะนำให้ใช้ลวดเชื่อมกระบวนการป้อนแทนการป้อนโดยตรงของโลหะผสมบล็อก ซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการคืนแคลเซียมจาก 20% -30% เป็น 40% -50%

ซิลิคอนในโลหะผสม CaSi
1. ฟังก์ชั่น "ผู้ให้บริการ" ของซิลิคอน
ซิลิคอนในซิลิกอน-โลหะผสมแคลเซียมไม่เพียงแต่ทำหน้าที่กำจัดออกซิเดชันขั้นพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญใน-ในการทำหน้าที่เป็น "พาหะ" ของแคลเซียมอีกด้วย แคลเซียมบริสุทธิ์มีความดันไอสูงมากที่อุณหภูมิเหล็กหลอมเหลว ทำให้ยากต่อการเติมอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม หลังจากสร้างโลหะผสมกับซิลิคอนแล้ว กิจกรรมของแคลเซียมจะลดลง ทำให้สามารถละลายได้อย่างเสถียรในเหล็กหลอมเหลวและออกฤทธิ์กำจัดออกซิไดซ์
2. ผลกระทบที่ครอบคลุมของอัตราส่วน Ca/Si ต่อผลการบำบัดเหล็ก
เมื่อพิจารณาแคลเซียมและซิลิคอนเป็นระบบที่ทำงานร่วมกัน อัตราส่วนของพวกมัน (Ca/Si) จึงเป็นพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญมากกว่าปริมาณขององค์ประกอบเดี่ยวใดๆ:
| ช่วงอัตราส่วน Ca/Si | ผลการดีออกซิเจน | การควบคุมการรวม | ประสิทธิภาพการหล่ออย่างต่อเนื่อง | คุณภาพเหล็ก |
|
< 0.4 (Severe calcium deficiency) |
ยากจน | การรวมAl₂O₃: ไม่ถูกตัดทอน | การอุดตันของหัวฉีดอย่างรุนแรง | แอนไอโซโทรปีที่สำคัญ |
|
0.4-0.6 (แคลเซียมไม่เพียงพอ) |
เฉลี่ย | ถูกทำลายบางส่วน | การอุดตันเป็นระยะ | ความผันผวนของประสิทธิภาพอย่างมาก |
|
0.6-0.8 (ดี) |
ดี | ถูกทำลายอย่างสมบูรณ์ | โดยพื้นฐานแล้วมีเสถียรภาพ | ประสิทธิภาพที่มั่นคง |
|
0.8-1.0 (เหมาะสมที่สุด) |
ยอดเยี่ยม | กลายเป็นของเหลวอย่างสมบูรณ์ | การดำเนินงานราบรื่น | คุณภาพเยี่ยม |
|
>1.0 (แคลเซียมส่วนเกิน) |
ยอดเยี่ยมแต่สิ้นเปลือง | ผลที่มั่นคง | การทำงานราบรื่นแต่ต้นทุนสูง | คุณภาพดี แต่ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจต่ำ |
สำหรับบริษัทผู้ผลิตเหล็ก การเลือกซัพพลายเออร์แคลเซียมซิลิกอนอัลลอยด์ที่มีองค์ประกอบคงที่ไม่เพียงแต่เป็นการตัดสินใจในการจัดซื้อเท่านั้น แต่ยังเป็นการลงทุนเชิงกลยุทธ์ในการควบคุมคุณภาพอีกด้วย เฉพาะเมื่อปริมาณแคลเซียมและซิลิคอนของโลหะผสมแคลเซียมแต่ละชุด-ยังคงมีเสถียรภาพภายในช่วงเป้าหมายเท่านั้นที่วิศวกรในกระบวนการผลิตจะสร้างแบบจำลองกระบวนการที่เชื่อถือได้ ซึ่งจะทำให้ได้ผลลัพธ์ในการบำบัดเหล็กที่คาดการณ์ ทำซ้ำได้ และปรับให้เหมาะสมได้





