Jaká je role křemíku vápenatého při výrobě oceli?

Jednou z primárních funkcí Casi při výrobě oceli jedeoxidace. Během procesu výroby oceli je kyslík nevyhnutelně zaveden do roztavené oceli. Pokud je tento kyslík ponechán nekontrolován, může tvořit oxidy železa, které jsou škodlivé pro mechanické vlastnosti oceli. Křemíkový vápník působí jako výkonný deoxidizační činidlo. Při přidání do roztavené oceli reaguje vápník a křemík v něm s kyslíkem. Křemík má silnou afinitu k kyslíku a tvoří oxid křesťanství (SIO₂). Současně vápník reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu vápenatého (CAO). Tyto oxidy pak buď vznášejí na povrch roztavené oceli jako struska nebo se odstraní jinými rafinačními procesy. Efektivním odstraněním kyslíku pomáhá vápenatý křemík snižovat tvorbu inkluzí do oceli, což zase zlepšuje čistotu oceli a její mechanické vlastnosti, jako je pevnost, houževnatost a tažnost.

Stále mohou být přítomny inkluze v oceli, i když sníženy v počtu deoxidací. Typ, velikost a distribuce těchto inkluzí však lze modifikovat pomocí křemíku vápenatého. Vápník v křemíku vápníku reaguje na inkluze obsahující síru a kyslík. Například může přeměnit inkluze tvrdých a křehkých sulfidů manganu (MNS) do více zaoblených a méně škodlivých inkluzí sulfidu vápenatého (CAS). Tato modifikace inkluzí je nezbytná, protože tvar a povaha inkluzí může ovlivnit výkon oceli. Zaoblené inkluze jsou méně pravděpodobné, že budou působit jako zvýšené na stresu, což znamená, že ocel je méně náchylná k praskání a má lepší odolnost proti únavě. V aplikacích, kde je ocel podrobena opakovanému napětí, například v automobilových dílech nebo mechanických složkách, se role křemíku vápenatého při modifikaci inkluze stává obzvláště kritickou.

Síra je nečistota v oceli, která může způsobit horkou dušnost, stav, kdy se ocel stane křehkým při vysokých teplotách a je náchylná k praskání během horkých pracovních procesů, jako je kování nebo válcování. Silikon vápenatého je efektivní odsulfurizující činidlo. Vápník v křemíku vápníku reaguje se sírou v roztavené oceli za vzniku sulfidu vápenatého (CAS). CAS má vysoký bod tání a nízkou rozpustnost v roztavené oceli, takže se vysráží a může být odstraněna spolu se struskem. Snížením obsahu síry v oceli pomáhá křemík vápenatého zlepšit horkou zpracovatelnost oceli a její celkovou kvalitu. To je zvláště důležité při výrobě vysoce kvalitních ocelí pro aplikace, kde je vyžadována dobrá formovatelnost a vysoký teplotní výkon, například při výrobě plynulých potrubí pro ropný a plynárenský průmysl.

Silikon vápenatého také hraje roli při zdokonalování obilí v oceli. Jemnější zrna v oceli jsou spojena se zlepšenými mechanickými vlastnostmi. Přidání křemíku vápenatého do roztavené oceli může fungovat jako nukleační místa pro tvorbu nových zrn během tuhnutí. Jak ocel chladí a ztuhne, tato místa podporují spíše růst většího počtu menších zrn než menšího počtu větších zrn. Jemnější struktura zrn má za následek zvýšenou sílu, houževnatost a lepší odolnost vůči korozi. Například ve stavebnictví je pro stavební struktury upřednostňována ocel s rafinovanou strukturou zrna kvůli použití křemíku vápenatého, protože vydrží efektivněji vyšší zatížení a environmentální stres.

V procesu nepřetržitého odlévání, který se široce používá při moderní výrobě oceli, je rozhodující schopnost roztavené oceli plynout a rovnoměrně ztuhnout. Silikon vápenatého může zlepšit odkrytí oceli. Úpravou povrchového napětí a viskozity roztavené oceli zajišťuje, že ocel může být odhozen do různých tvarů s menším počtem defektů. Přítomnost vápníku a křemíku v roztavené oceli pomáhá snižovat tvorbu povrchových defektů, jako jsou praskliny a porozita během lití. To vede k vyšším výnosu vysoce kvalitních litých produktů a snižuje potřebu zpracování a přepracování po licingu, čímž se zvyšuje celkovou účinnost procesu výroby oceli.