Tradicionāliferosilīcijsdeoksidācijai ir divi galvenie trūkumi:vispirms, deoksidācijas produkts Al2O3 (alumīnija piemaisījumi ferosilīcijā) ir niecīgs ieslēgums, ko grūti noņemt no kausēta tērauda, kas ietekmē tērauda tīrību;otrais, tas tikai deoksidē, nevis vienlaikus desulfurizē, tāpēc ir nepieciešams pievienot desulfurizējošu līdzekli.
Silīcija karbīds(SiC, tīrība ir lielāka vai vienāda ar 98%), precīzi novērš šos trūkumus ar savām galvenajām priekšrocībām:
Bez alumīnija-:Nesatur alumīniju, novēršot Al₂O3 ieslēgumu veidošanos, tāpēc tas ir piemērots zema-alumīnija tērauda un īpaši-tīra tērauda ražošanai;
Daudzfunkcionāla integrācija:Apvieno deoksidācijas, desulfurizācijas un graudu rafinēšanas funkcijas, vienkāršojot tērauda ražošanas procesu;
Termodinamiskās priekšrocības:Stabilāka reakcija augstā temperatūrā, deoksidācijas produkti viegli peld, kā rezultātā tērauda tīrība ir augstāka.
Pamatdarbības mehānisms
(1) Deoksidācijas mehānisms
Silīcija karbīds tiek pakļauts sadalīšanās un reducēšanas reakcijām izkausētā tēraudā 1500-1600 grādu temperatūrā:
Galvenā reakcija:SiC + 2FeO → SiO₂ + 2Fe + CO↑
Palīgreakcija:SiC + 3FeO → SiO₂ + 3Fe + CO₂↑
Izveidotajam SiO₂ ir daudz mazāks blīvums nekā kausētam tēraudam, un tas viegli veido saliktos izdedžus ar zemu -kušanas-punktu ar CaO, ko ātri noņem, peldot. Augošā CO/CO₂ gāze var sajaukt izkausēto tēraudu, veicinot ieslēgumu agregāciju un augšanu, vēl vairāk uzlabojot izkausētā tērauda tīrību.
(2) Desulfurizācijas un graudu rafinēšanas mehānisms
Desulfurizācijas reakcija:[Si], kas rodas, sadaloties SiC, var reaģēt ar S izkausētajā tēraudā, veidojot SiS, kas tiek noņemts kopā ar izdedžiem. Desulfurizācijas ātrums var sasniegt 40–60%.
Graudu rafinēšana:Smalkie karbīdi (SiC daļiņas), kas rodas reakcijas rezultātā, var kalpot kā neviendabīgi kodoli izkausēta tērauda sacietēšanas laikā, attīrot graudus un uzlabojot tērauda stingrību un izturību.
Galvenās silīcija karbīda priekšrocības kā ferosilīcija aizstājējs
| Salīdzināšanas izmēri | Silīcija karbīds (SiC) | Tradicionālais ferosilīcijs (FeSi75) |
| Deoksidācijas efektivitāte | Skābekļa saturs izkausētā tēraudā samazinājās no 80-100 ppm līdz 20-30 ppm | Skābekļa saturs izkausētā tēraudā samazinājās no 80-100 ppm līdz 30-50 ppm |
| Desulfurizācijas jauda | Desulfurizācijas ātrums: 40%-60%, ar vienlaicīgu deoksigenāciju un desulfurizāciju. | Tikai deoksigenācija, desulfurizācijas ātrums<10%. |
| Iekļaušanas kontrole | Nav Al2O3 ieslēgumu, SiO₂ ir viegli noņemams | Satur sīkus Al₂O3 ieslēgumus, kurus ir grūti noņemt |
| Tērauda tīrība | Kopējais iekļaušanas apjoms samazināts par 50–70% | Kopējais ieslēgumu skaits ir salīdzinoši augsts |
| Graudu rafinēšanas efekts | Graudu izmēra precizēšana 30%-40% | Nav būtiskas graudu rafinēšanas ietekmes |
| Saderīgas tērauda kategorijas | Zema-alumīnija tērauds, īpaši-tīrs tērauds, gultņu tērauds utt. | Parasts oglekļa tērauds, maz{0}}leģētais tērauds |
Praktiskā pielietojuma ietekme un scenārija pielāgošanās spēja
(1) Tipisks pielietojuma gadījums
Liela tērauda rūpnīca izmantoja silīcija karbīdu, lai aizstātu FeSi, ražojot GCr15 gultņu tēraudu (zema alumīnija prasība: Als mazāka vai vienāda ar 0,005%):
Deoksidācijas efekts:Skābekļa saturs izkausētajā tēraudā samazinājās no 90 ppm līdz 25 ppm, samazinoties par 72,2%;
Iekļaušanas izmaiņas:Al2O3 ieslēgumi bija gandrīz nulle, un kopējais iekļaušanas saturs samazinājās no 12mg/10kg līdz 3,5mg/10kg;
Mehāniskās īpašības:Stiepes izturība palielinājās no 1800 MPa līdz 1950 MPa, un triecienizturība (-20 grādi) palielinājās no 28 J/cm² līdz 42 J/cm²;
Procesa vienkāršošana:Papildu atsērošanas līdzeklis nebija vajadzīgs, un palīgmateriālu izmaksas uz vienu tonnu tērauda tika samazinātas par 30-50 juaņām.
(2) Piemēroti scenāriji
Prioritārie aizstāšanas scenāriji:Augstākās -klases tērauda, kas ir jutīgas pret ieslēgumiem, piemēram, zema-alumīnija tērauds, īpaši-tīrs tērauds, gultņu tērauds un atsperu tērauds;
Nepiemēroti scenāriji:Parasts oglekļa tērauds (izmaksas augstākas par ferosilīciju, bez izmaksu -efektivitātes priekšrocībām), tērauda markas, kurām nepieciešams augsts -silīcija sakausējums (silīcija karbīda silīcija satura izdalīšanās efektivitāte ir zemāka par ferosilīciju).
Galvenie procesa kontroles punkti
(1) Papildinājuma daudzums un metode
Papildinājuma summa:
Kontrolēts pie 0,3%-0,8% no izkausētā tērauda masas (0,5%–0,8% augstas klases tēraudam, 0,3%–0,5% parastajam leģētajam tēraudam);
Papildināšanas laiks:
Tiek pievienota plūsmai, kad pārveidotāja pieskāriens sasniedz 1/2, vai pievienots LF krāsns rafinēšanas sākuma stadijā, lai nodrošinātu pietiekamu reakciju;
Fiziskās prasības:
Izvēlieties blokveida silīcija karbīdu ar izmēru 3-10 mm, lai izvairītos no pārmērīgas sadegšanas pulvera dēļ.
(2) Procesa pielāgošana un pielāgošana
Sārņu bāziskums:
Kontrolējiet CaO/SiO₂=1.2-1.5, lai uzlabotu izdedžu SiO₂ adsorbcijas spēju;
Temperatūras kontrole:
Uzturiet izkausētā tērauda temperatūru 1550-1600 grādu robežās, lai nodrošinātu pietiekamu SiC sadalīšanās reakciju;
Kombinēta lietošana:
Pievienojot kopā arkalcija silīcija sakausējumiun feromangāns, tas var vēl vairāk uzlabot desulfurizācijas un iekļaušanas noņemšanas efektus.
(3) Uzglabāšana un aizsardzība
Uzglabāšana:
Uzglabāt sausā un vēdināmā vidē, lai izvairītos no mitruma oksidēšanās (oksidācijas rezultātā veidojas SiO₂ plēve, samazinot reaktivitāti);
Drošība:
Pievienošanas laikā sargāt no atklātas liesmas. CO/CO₂ gāzes jāizvada caur izplūdes sistēmu, lai nepārsniegtu darbnīcas gāzes koncentrācijas standartu.
