Çelik üretiminde kalsiyum silikonun rolü nedir?

CASI'nin çelik üretiminde birincil işlevlerinden birideoksidasyon. Çelik üretim işlemi sırasında, oksijen kaçınılmaz olarak erimiş çeliğe sokulur. Kontrolsüz bırakılırsa, bu oksijen çeliğin mekanik özelliklerine zarar veren demir oksitler oluşturabilir. Silikon kalsiyum, güçlü bir deoksidizasyon ajanı olarak işlev görür. Erimiş çeliğe eklendiğinde, içindeki kalsiyum ve silikon oksijen ile reaksiyona girer. Silikon oksijen için güçlü bir afiniteye sahiptir ve silikon dioksit (SIO₂) oluşturur. Aynı zamanda kalsiyum, kalsiyum oksit (CAO) oluşturmak için oksijen ile reaksiyona girer. Bu oksitler daha sonra cüruf olarak erimiş çeliğin yüzeyine yüzer veya diğer rafinaj işlemleri yoluyla çıkarılır. Oksijeni verimli bir şekilde çıkararak kalsiyum silikon, çelikte inklüzyonların oluşumunu azaltmaya yardımcı olur, bu da çeliğin saflığını ve mukavemet, tokluk ve süneklik gibi mekanik özelliklerini geliştirir.

Çelikteki kapanımlar, deoksidasyon yoluyla sayıca azalmasına rağmen hala mevcut olabilir. Bununla birlikte, bu inklüzyonların tipi, boyutu ve dağılımı kalsiyum silikon kullanılarak değiştirilebilir. Kalsiyum silikon içindeki kalsiyum, kükürt ve oksijen içeren inklüzyonlarla reaksiyona girer. Örneğin, sert ve kırılgan manganez sülfür (MNS) kapanımlarını daha yuvarlak ve daha az zararlı kalsiyum sülfür (CAS) kapanmalarına dönüştürebilir. İnklüzyonların bu modifikasyonu esastır, çünkü kapanımların şekli ve doğası çeliğin performansını etkileyebilir. Yuvarlak inklüzyonların stres yükselticileri olarak hareket etme olasılığı daha düşüktür, bu da çeliğin çatlamaya daha az eğilimli olduğu ve daha iyi yorgunluk direncine sahip olduğu anlamına gelir. Çeliğin otomotiv parçaları veya mekanik bileşenler gibi tekrarlanan strese maruz kaldığı uygulamalarda, kalsiyum silikonun dahil etme modifikasyonunda rolü özellikle kritik hale gelir.

Sülfür, çeliğin yüksek sıcaklıklarda kırılgan hale geldiği ve dövme veya yuvarlanma gibi sıcak çalışma işlemleri sırasında çatlamaya eğilimli bir durum olan sıcak kısaca neden olabilecek çelikte bir safsızlıktır. Kalsiyum silikon etkili bir desülfürizasyon maddesidir. Kalsiyum silikon içindeki kalsiyum, kalsiyum sülfür (CAS) oluşturmak için erimiş çelikte kükürt ile reaksiyona girer. CAS, erimiş çelikte yüksek bir erime noktasına ve düşük çözünürlüğe sahiptir, böylece çöker ve cüruf ile birlikte çıkarılabilir. Çelikteki kükürt içeriğini azaltarak, kalsiyum silikon çeliğin sıcak işlenebilirliğini ve genel kalitesini artırmaya yardımcı olur. Bu, özellikle petrol ve gaz endüstrisi için kesintisiz boruların üretilmesinde olduğu gibi, iyi biçimlendirilebilirlik ve yüksek sıcaklık performansının gerekli olduğu uygulamalar için yüksek kaliteli çeliklerin üretiminde önemlidir.

Kalsiyum silikon ayrıca çelikte tahıl arıtılmasında rol oynar. Çelikteki daha ince taneler, geliştirilmiş mekanik özelliklerle ilişkilidir. Erimiş çeliğe kalsiyum silikon ilavesi, katılaşma sırasında yeni tanelerin oluşumu için çekirdeklenme bölgeleri olarak işlev görebilir. Çelik soğudukça ve katılaştıkça, bu bölgeler daha az sayıda daha büyük taneden ziyade daha fazla sayıda daha küçük tanenin büyümesini teşvik eder. Daha ince bir tane yapısı, artmış mukavemet, tokluk ve korozyona karşı daha iyi dirençle sonuçlanır. İnşaat endüstrisinde, örneğin, kalsiyum silikon kullanımı nedeniyle rafine bir tahıl yapısına sahip çelik, daha yüksek yüklere ve çevresel streslere daha etkili bir şekilde dayanabileceği için yapı yapıları için tercih edilir.

Modern çelik üretiminde yaygın olarak kullanılan sürekli döküm işleminde, erimiş çeliğin düzgün akma ve eşit olarak katılaşma yeteneği çok önemlidir. Kalsiyum silikon çeliğin dökülebilirliğini artırabilir. Erimiş çeliğin yüzey gerilimi ve viskozitesini değiştirerek, çeliğin daha az kusurla çeşitli şekillere dökülmesini sağlar. Erimiş çelikte kalsiyum ve silikon varlığı, döküm sırasında çatlaklar ve gözeneklilik gibi yüzey kusurlarının oluşumunu azaltmaya yardımcı olur. Bu, yüksek kaliteli döküm ürünlerin daha yüksek verimine yol açar ve post -döküm işleme ve yeniden işleme ihtiyacını azaltır, böylece çelik üretim sürecinin genel verimliliğini artırır.