בתחום ייצור הפלדה, תכולת הגופרית בפלדה היא אחד הגורמים העיקריים המשפיעים על איכות הפלדה. תכולת גופרית מוגזמת עלולה לגרום לשבירה חמה בפלדה, להפחית את חוזקה, קשיחותו ויכולת הכבוד ולהשפיע ברצינות על הביצועים ועל טווח היישומים של הפלדה.סיליקון סידן, כחומר מתכות יעיל, ממלא תפקיד חשוב בהפחתת תכולת הגופרית בפלדה והפך לעוזר רב עוצמה לתעשיית הפלדה כדי לשפר את איכות הפלדה.
הפגיעה בגופרית בפלדה והכרח של דמיון
גופרית קיימת בדרך כלל בפלדה בצורה של ברזל גופרתי (FES). במהלך תהליך החימום של הפלדה, FES יוצרת אאוטקטיקה נמוכה להפיכה עם ברזל (נקודת ההיתוך היא בערך 985 מעלות), המופצת בגבולות התבואה. כאשר מגלגל פלדה או מזויף בטמפרטורה גבוהה, האאוטקטיקה הנמוכה בהפיכה בגבולות התבואה תימס, ותגרום לפלדה להתפצח. תופעה זו נקראת שבירה חמה. שבירות חמות משפיעות ברצינות על ביצועי העיבוד ובטיחות הפלדה, במיוחד עבור פלדות מסוימות עם דרישות באיכות גבוהה, כמו פלדת סגסוגת, פלדת פחמן באיכות גבוהה וכו ', יש לשלוט בתכולת הגופרית. באופן כללי, תכולת הגופרית של פלדה באיכות גבוהה נדרשת להיות מבוקרת מתחת 0. 03%, ופלדה למטרות מיוחדות אפילו נדרשת להיות נמוכה יותר. לפיכך, צמצום יעיל של תכולת הגופרית בפלדה הוא אמצעי הכרחי לשיפור איכות הפלדה ולעמוד בביקוש בשוק.
מאפיינים של סידן סיליקון ועקרון דמיון
CASI הוא סגסוגת המורכבת מאלמנטים כמו סיליקון, סידן וברזל. לרכיבים העיקריים שלה סיליקון וסידן יש פעילות כימית חזקה. עיקרון הפילוח של סידן הסיליקון מבוסס על תגובות כימיות ותהליכים פיזיים:
Deoxidation: סיליקון וסידן הם שניהם דוקסידייזרים חזקים. במהלך תהליך ייצור הפלדה, החמצן הקיים בפלדה המותכת ישתלב עם גופרית ליצירת גופרית, וסידן סיליקון מגיב באופן עדיף עם חמצן לאחר הוספתו. מכיוון שסיליקון סידן הוא בעל יכולת דה -אוקסידיזציה חזקה, פעילות החמצן בפלדה המותכת מופחתת, מה שמקדם את תגובת היווצרותם של הגופרית לכיוון סידן סולפיד (CAS).
ליצור סידן גופרתי: סידן וגופרית הם בעלי זיקה חזקה. לאחר הוספת סידן סיליקון לפלדה המותכת, סידן יגיב עם גופרית ליצירת סידן גופרתי. סידן סולפיד הוא תרכובת יציבה עם מסיסות נמוכה בפלדה מותכת ומפזרת בקלות בצורה מוצקה.
הסרה צפה: צפיפות החלקיקים המוצקים של סידן סולפיד שנוצר היא קטנה יותר מזו של הפלדה המותכת, והיא תצוף בהדרגה אל פני הפלדה המותכת ותיכנס לסיגים. באופן זה, גופרית מועברת מהפלדה המותכת לסיגים, ובכך משיגה את המטרה של צמצום תכולת הגופרית בפלדה. יחד עם זאת, סגסוגת סידן -סיליקון יכולה גם לשפר את המורפולוגיה וההפצה של סולפידים, מה שהופך אותם עדינים ומפוזרים יותר בפלדה, ולהפחית את ההשפעות השליליות של סולפידים על תכונות הפלדה.
תהליך יישום ספציפי של פילוח סגסוגת סיליקון סידן
בייצור פלדה בפועל, לתזמון ולשיטת הוספת סגסוגת סיליקון סידן משפיעים חשוב על אפקט הפילוח. באופן כללי,סגסוגת קאסיניתן להוסיף בשלבים מרובים של עשיית פלדה, כגון בתהליך ייצור הפלדה של הממיר ותהליך הזיקוק בצקת. הוספת סיליקון סידן בתהליך ייצור הפלדה של הממיר יכולה לעשות שימוש באפקט המעורר החזק במהלך תהליך ייצור הפלדה כדי לערבב במהירות סיליקון סידן עם הפלדה המותכת ולהאיץ את תגובת Desulfurization; הוספת סיליקון סידן בשלב הזיקוק בצקת יכולה לשלוט בצורה מדויקת יותר על תהליך הפילוח ולהפחית עוד יותר את תכולת הגופרית בפלדה.
בעת הוספת סיליקון סידן, יש צורך להתאים גם את ההרכב והבסיס של הסיגים. הגדלת כראוי של הבסיסיות של הסיגים (הנשלטים בדרך כלל בין 2-4) תורמת לתגובת הפילוח. בנוסף, חשוב גם לשמור על נזילות טובה של הסיגים, שיכולים לקדם את ההתפשטות של סידן סולפיד מהפלדה המותכת לסיגים ולשפר את יעילות הפילוח.
מכיוון שתעשיית הפלדה ממשיכה לשפר את דרישותיה לאיכות הפלדה, דרישות גבוהות יותר הוצבו על טכנולוגיית דמיון סגסוגת סידן סיליקון. בעתיד, טכנולוגיית דמיון הסיליקון-סידום תתפתח בכיוון יעיל יותר, מדויק וידידותי לסביבה. מצד אחד, אנשי מו"פ יתמקדו במיטוב ההרכב והביצועים של סיליקון-סידקיום כדי לשפר את יעילותו ויציבות הפירוק שלו; מצד שני, הם יחזקו את השילוב עם טכנולוגיות פלות אחרות, כגון דמיון מבוסס מגנזיום, דמיון מורכב מבוסס סידן וטכנולוגיות אחרות, כדי לתת משחק מלא ליתרונות שלהם ולהפחית עוד יותר את תוכן הגופרית בפלדה. יחד עם זאת, בהקשר של דרישות הגנה על הסביבה המחמירות יותר ויותר, כיצד להפחית את הזיהום הסביבתי במהלך הייצור והשימוש בסיליקון-סידן הוא גם כיוון חשוב למחקר עתידי.
לסיכום, סגסוגת סיליקונקאלסיום ממלאת תפקיד מפתח בהפחתת תכולת הגופרית בפלדה, ועקרון הפירוק הייחודי שלה ויתרונותיו מספקים ערבות חזקה לייצור פלדה איכותית בתעשיית הפלדה. עם התקדמות מתמדת של הטכנולוגיה, טכנולוגיית פילוח הסיליקון-סידום תמלא תפקיד חשוב יותר בייצור הפלדה ותקדם את ההתפתחות האיכותית של תעשיית הפלדה.
