TradičníferosiliciaDeoxidace má dvě hlavní nevýhody:první, produkt dezoxidace Al2O3 (hliníkové nečistoty ve ferosiliciu) je malá inkluze, obtížně odstranitelná z roztavené oceli, ovlivňující čistotu oceli;druhýpouze dezoxiduje, neodsiřuje současně, což vyžaduje přidání odsiřovacího činidla.
Karbid křemíku(SiC, čistota větší nebo rovna 98 %) přesně řeší tyto nedostatky svými hlavními výhodami:
Bez hliníku-:Neobsahuje hliník, zabraňuje tvorbě Al₂O₃ inkluzí, takže je vhodný pro výrobu nízko-hliníkové oceli a ultra-čisté oceli;
Multi{0}}funkční integrace:Kombinuje funkce dezoxidace, odsíření a zjemnění zrna, čímž zjednodušuje proces výroby oceli;
Termodynamické výhody:Stabilnější reakce při vysokých teplotách, produkty dezoxidace snadno plavou, což má za následek vyšší čistotu oceli.
Základní mechanismus působení
(1) Deoxidační mechanismus
Karbid křemíku podléhá rozkladným a redukčním reakcím v roztavené oceli při 1500-1600 stupních:
Hlavní reakce:SiC + 2FeO → SiO₂ + 2Fe + CO↑
Pomocná reakce:SiC + 3FeO → SiO₂ + 3Fe + CO₂↑
Generovaný SiO₂ má mnohem nižší hustotu než roztavená ocel a snadno tvoří kompozitní strusku s nízkým -bodem tavení- s CaO, která se rychle odstraňuje plavením. Stoupající plyn CO/CO₂ může míchat roztavenou ocel, podporovat agregaci a růst vměstků, což dále zlepšuje čistotu roztavené oceli.
(2) Mechanismus odsíření a zušlechťování zrna
Desulfurační reakce:[Si] produkovaný rozkladem SiC může reagovat s S v roztavené oceli za vzniku SiS, který je odstraněn se struskou. Rychlost odsíření může dosáhnout 40%-60%.
Zjemnění zrna:Jemné karbidy (částice SiC) vzniklé reakcí mohou sloužit jako heterogenní nukleační jádra během tuhnutí roztavené oceli, zjemnění zrn a zlepšení houževnatosti a pevnosti oceli.
Hlavní výhody karbidu křemíku jako náhražky ferosilicia
| Srovnávací rozměry | Karbid křemíku (SiC) | Tradiční ferosilicium (FeSi75) |
| Účinnost dezoxidace | Obsah kyslíku v roztavené oceli klesl z 80-100 ppm na 20-30 ppm | Obsah kyslíku v roztavené oceli se snížil z 80-100 ppm na 30-50 ppm |
| Kapacita odsíření | Míra odsíření: 40%-60%, se současnou deoxygenací a odsířením. | Pouze deoxygenace, rychlost odsíření<10%. |
| Kontrola zahrnutí | Žádné inkluze Al203, SiO2 se snadno odstraňuje | Obsahuje drobné inkluze Al₂O₃, které se obtížně odstraňují |
| Čistota oceli | Celkový počet inkluzí snížen o 50–70 % | Celkové inkluze jsou poměrně vysoké |
| Efekt zjemnění zrna | Zjemnění velikosti zrna 30%-40% | Žádný významný efekt zjemnění zrna |
| Kompatibilní třídy oceli | Nízká-hliníková ocel, ultra{1}}čistá ocel, ložisková ocel atd. | Obyčejná uhlíková ocel, nízkolegovaná -ocel |
Praktické aplikační efekty a adaptabilita scénáře
(1) Typický případ aplikace
Velká ocelárna používala karbid křemíku jako náhradu FeSi při výrobě ložiskové oceli GCr15 (nízký požadavek na hliník: Als Méně než nebo rovno 0,005 %):
Deoxidační účinek:Obsah kyslíku v roztavené oceli se snížil z 90 ppm na 25 ppm, což je snížení o 72,2 %;
Změny zařazení:Inkluze Al203 byly téměř nulové a celkový obsah inkluzí se snížil z 12 mg/10 kg na 3,5 mg/10 kg;
Mechanické vlastnosti:Pevnost v tahu se zvýšila z 1800 MPa na 1950 MPa a rázová houževnatost (-20 stupňů) se zvýšila z 28 J/cm² na 42 J/cm²;
Zjednodušení procesu:Nebylo potřeba žádné další odsiřovací činidlo a náklady na pomocné materiály na tunu oceli byly sníženy o 30-50 juanů.
(2) Vhodné scénáře
Prioritní scénáře výměny:Kvalitní-oceli citlivé na vměstky, jako je nízko-hliníková ocel, ultra{2}}čistá ocel, ložisková ocel a pružinová ocel;
Nevhodné scénáře:Obyčejná uhlíková ocel (cena vyšší než ferosilikon, žádná výhoda{0} z hlediska nákladů), třídy oceli vyžadující vysokou-legování křemíkem (účinnost uvolňování obsahu karbidu křemíku a křemíku je nižší než u ferosilicia).
Klíčové body pro řízení procesů
(1) Přidaná částka a metoda
Částka přidání:
Kontrolováno na 0,3 %-0,8 % hmoty roztavené oceli (0,5 %-0,8 % pro vysoce kvalitní ocel, 0,3 %-0,5 % pro běžnou legovanou ocel);
Načasování přidání:
Přidá se s průtokem, když odpich konvertoru dosáhne 1/2, nebo se přidá v počáteční fázi rafinace LF pece pro zajištění dostatečné reakce;
Fyzické požadavky:
Vyberte blokový karbid křemíku o velikosti 3-10 mm, abyste zabránili nadměrnému hoření v důsledku prášku.
(2) Přizpůsobení a přizpůsobení procesu
Zásaditost strusky:
Kontrolujte CaO/SiO₂=1.2-1.5 pro zvýšení adsorpční kapacity strusky pro SiO₂;
Ovládání teploty:
Udržujte teplotu roztavené oceli na 1550-1600 stupňů, abyste zajistili dostatečnou rozkladnou reakci SiC;
Kombinované použití:
Když se přidá ve spojení sslitiny vápníku a křemíkua feromangan, může dále zlepšit účinky odsíření a odstraňování vměstků.
(3) Skladování a ochrana
Skladování:
Skladujte v suchém a větraném prostředí, aby se zabránilo oxidaci vlhkostí (oxidace vytvoří film SiO₂, čímž se sníží reaktivita);
Bezpečnost:
Během přidávání chraňte před otevřeným ohněm. Plyny CO/CO₂ musí být vypouštěny výfukovým systémem, aby nedošlo k překročení normy koncentrace plynu v dílně.
