Hợp kim Canxi Silic 30/60 — Chất khử oxy tổng hợp và chất biến đổi thể tạp

Hợp kim canxi silic (CaSi) là một ferro-hợp kim then chốt trong luyện thép hiện đại, thực hiện chức năng kép là khử oxy tổng hợp và biến đổi thể tạp phi kim. Mác tiêu chuẩn CaSi 30/60, chứa 28–32% canxi và 55–65% silic, cung cấp đồng thời cả hai nguyên tố vào bể thép nóng chảy. Silic đóng vai trò là chất khử oxy mạnh mẽ, khử oxy hòa tan để tạo thành silic (SiO₂), trong khi canxi thực hiện nhiệm vụ quan trọng ngang tầm là chuyển hóa các thể tạp alumina rắn có nhiệt độ nóng chảy cao (Al₂O₃) thành canxi aluminat lỏng với nhiệt độ nóng chảy dưới 1400°C. Sự biến đổi thể tạp này cần thiết cho các mác thép khử oxy bằng nhôm, nơi các cụm alumina nếu không được xử lý sẽ tích tụ tại vòi rót đúc liên tục, gây tắc nghẽn, khuyết tật bề mặt và gián đoạn đúc tốn kém. Hợp kim CaSi 30/60 của chúng tôi được sản xuất với dải canxi và silic chặt, hàm lượng nhôm và phốtpho thấp, và kích thước đồng nhất để đảm bảo thu hồi có thể dự đoán và kiểm soát thể tạp đáng tin cậy.

Cơ chế cải thiện độ sạch thép bằng canxi silic đã được xác lập rõ ràng trong thực hành luyện kim. Trong thép khử oxy bằng nhôm, nhôm hòa tan phản ứng với oxy tạo thành thể tạp alumina rắn tồn tại dưới dạng các cụm cứng, không đều với nhiệt độ nóng chảy vượt quá 2050°C. Các cụm này không biến dạng trong cán nóng, dẫn đến thể tạp dạng chuỗi làm giảm sức bền mỏi, độ dai và chất lượng bề mặt. Khi canxi từ CaSi được đưa vào, nó phản ứng với các cụm alumina này để tạo thành hợp chất canxi aluminat (như 12CaO·7Al₂O₃, được biết đến là mayenite) ở trạng thái lỏng tại nhiệt độ luyện thép. Các thể tạp lỏng này có hình cầu và dễ biến dạng trong quá trình cán, mang lại các tính chất cơ học được cải thiện và thép sạch hơn. Việc bổ sung silic đồng thời cung cấp khử oxy dự phòng, đảm bảo hàm lượng oxy tổng thấp trong sản phẩm cuối. Cơ chế kép này làm cho CaSi trở thành tác nhân xử lý ưu tiên cho các mác thép sạch bao gồm thép không kẽm hở (IF), thép siêu thấp carbon (ULC), thép ổ trục và thép ống dẫn.

Canxi silic được ứng dụng trong luyện thép qua hai phương pháp chính: bổ sung trực tiếp dưới dạng hợp kim khối vào lò nấu gió, và bơm tiêm dưới dạng dây lõi. Trong ứng dụng lò nấu gió, CaSi khối (thường 10–50 mm) được bổ sung trong giai đoạn tinh luyện sau khi khử oxy bằng nhôm hoàn tất, với tốc độ bổ sung điển hình 0,5–2,0 kg trên mỗi tấn thép tùy thuộc vào mức canxi mục tiêu và mác thép. Tỷ lệ thu hồi đối với bổ sung khối thường nằm trong khoảng 15–25% do mật độ thấp và áp suất hơi cao của canxi ở nhiệt độ luyện thép. Bơm tiêm dây lõi cung cấp tỷ lệ thu hồi canxi cao hơn và ổn định hơn đáng kể (30–40%) bằng cách chuyển giao CaSi trực tiếp đến độ sâu nóng chảy nơi áp suất thủy tĩnh ức chế sự bay hơi của canxi. Canxi silic của chúng tôi có sẵn cả dạng khối và bột, với mác bột (0–3 mm) được phân kích thước đặc biệt để nhồi dây lõi, đảm bảo cấp liệu đáng tin cậy và cung cấp canxi đồng nhất trong cả hai phương pháp ứng dụng.