Сплав кальций-кремний 30/60 — Комплексный раскислитель и модификатор неметаллических включений

Сплав кальций-кремний (CaSi) является критически важным ферросплавом в современном сталеплавильном производстве, выполняющим двойную функцию комплексного раскисления и модификации неметаллических включений. Стандартная марка CaSi 30/60, содержащая 28–32% кальция и 55–65% кремния, одновременно вводит оба элемента в расплавленную сталь. Кремний выступает мощным раскислителем, восстанавливая растворённый кислород с образованием диоксида кремния (SiO₂), тогда как кальций выполняет не менее важную задачу трансформации твёрдых тугоплавких глинозёмных включений (Al₂O₃) в жидкие кальций-алюминаты с температурой плавления ниже 1400°C. Такая трансформация включений необходима для алюминированных марок стали, где кластеры глинозёма в противном случае накапливаются у разливочного стакана при непрерывной разливке, вызывая засорение, поверхностные дефекты и дорогостоящие остановки разливки. Наш сплав CaSi 30/60 производится с узкими диапазонами содержания кальция и кремния, низким содержанием алюминия и фосфора, а также с стабильным гранулометрическим составом для обеспечения предсказуемого извлечения и надёжного контроля включений.

Механизм улучшения чистоты стали кальций-кремнием хорошо изучен в металлургической практике. В алюминированной стали растворённый алюминий реагирует с кислородом, образуя твёрдые глинозёмные включения, существующие в виде жёстких, неправильной формы кластеров с температурой плавления свыше 2050°C. Эти кластеры не деформируются при горячей прокатке, приводя к строчечным включениям, снижающим усталостную прочность, ударную вязкость и качество поверхности. При введении кальция из CaSi он реагирует с кластерами глинозёма, образуя соединения кальций-алюмината (такие как 12CaO·7Al₂O₃, известный как майенит), которые жидки при температурах сталеплавильного производства. Эти жидкие включения имеют сферическую форму и легко деформируются при прокатке, что улучшает механические свойства и чистоту стали. Одновременное введение кремния обеспечивает резервное раскисление, гарантируя низкое общее содержание кислорода в готовом продукте. Двойной механизм действия делает CaSi предпочтительным реагентом для чистых марок стали, включая безInterstitial-ную (IF) сталь, ультранизкоуглеродистую (ULC) сталь, подшипниковую сталь и сталь для трубопроводов.

Кальций-кремний применяется в сталеплавильном производстве двумя основными способами: непосредственной присадкой кускового сплава в ковшевую печь и инжекцией порошковой проволокой. При обработке в ковшевой печи кусковой CaSi (обычно 10–50 мм) добавляется на стадии рафинирования после завершения алюминиевого раскисления с типичной нормой присадки 0,5–2,0 кг на тонну стали в зависимости от целевого уровня кальция и марки стали. Коэффициент извлечения при кусковой присадке обычно составляет 15–25% из-за низкой плотности кальция и высокого давления пара при температурах сталеплавления. Инжекция порошковой проволокой обеспечивает значительно более высокое и стабильное извлечение кальция (30–40%) за счёт доставки CaSi непосредственно на глубину расплава, где ферростатическое давление подавляет испарение кальция. Наш кальций-кремний доступен как в кусковой, так и в порошковой форме, при этом порошковые марки (0–3 мм) специально подготовлены для наполнения порошковой проволоки, обеспечивая надёжную подачу и стабильную доставку кальция при обоих методах применения.