Alliage calcium-silicium (CaSi)est le désoxydant composite et le modificateur d'inclusion le plus largement utilisé dans le raffinage secondaire de l'acier. Ses fonctions principales comprennent la désoxydation profonde, la désulfuration, la sphéroïdisation des inclusions et l'ajustement de la composition de l'acier en fusion. Contrairement aux additifs ferro-alliages simples, l'alliage CaSi équilibre les performances de désoxydation du silicium et la capacité de modification du calcium, ce qui détermine directement la propreté finale et les propriétés mécaniques de l'acier fini.
Dans la production réelle des aciéries, de nombreux problèmes de qualité tels que le colmatage des buses de coulée continue, les rayures sur la surface des plaques d'acier, la mauvaise ténacité et les performances instables des lots ne sont pas causés par les processus de fusion, mais par des qualités d'alliage CaSi inadaptées. L'utilisation d'une spécification CaSi unifiée pour tous les types d'acier ne répondra pas aux exigences élevées en matière d'acier-ou entraînera un gaspillage inutile des coûts des matières premières.
Base de sélection du noyau pour l'alliage CaSi dans la sidérurgie
La différenciation des nuances d'acier est le principe principal de la sélection du CaSi. Différents types d'acier ont des limites distinctes en matière d'oxygène, de soufre, d'inclusions et de traces d'impuretés. Quatre indicateurs clés doivent être confirmés avant de sélectionner l’alliage CaSi :
Rapport Ca/Si :Le silicium effectue principalement la désoxydation ; le calcium domine la désulfuration et la modification des inclusions. L'acier propre à faible-carbone nécessite un taux de calcium plus élevé, tandis que l'acier au carbone ordinaire peut adopter des nuances conventionnelles équilibrées.
Contrôle des impuretés traces :P, S, Al et autres impuretés résiduelles dans CaSi doivent être strictement contrôlées pour l'acier haut de gamme-afin d'éviter d'introduire des éléments nocifs dans l'acier en fusion.
Performances de taille et de dissolution :Les matériaux en morceaux conviennent à l'alimentation manuelle des poches, tandis que la poudre et les particules classées correspondent aux systèmes d'injection de fil fourré et d'alimentation pneumatique en poudre.
Volume d’addition et taux de récupération :L'acier fortement-allié nécessite un taux de récupération de calcium plus élevé, c'est pourquoi les qualités CaSi à haute-activité et à faible-impuretés sont préférées pour réduire la consommation d'alliage.
Nuances d'alliages CaSi commerciaux grand public et propriétés de base
Les industries sidérurgiques mondiales utilisent principalement trois nuances d’alliages CaSi matures. Chaque nuance a des caractéristiques métallurgiques fixes et un positionnement de nuance d'acier applicable, qui ne peuvent pas être substitués arbitrairement en production.
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Catégorie CaSi |
Contenu Si |
Contenu CA |
Impureté maximale (P/S) |
Caractéristiques métallurgiques de base |
|---|---|---|---|---|
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CaSi28/60 |
Supérieur ou égal à 60% |
Supérieur ou égal à 28% |
Inférieur ou égal à 0,04% |
Désoxydation et modification équilibrées, activité stable, qualité universelle rentable- |
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CaSi30/60 |
Supérieur ou égal à 60% |
Supérieur ou égal à 30% |
Inférieur ou égal à 0,03% |
Activité calcique élevée, forte capacité de désulfuration et de modification des inclusions |
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CaSi 32/62 de haute pureté |
Supérieur ou égal à 62% |
Supérieur ou égal à 32% |
Inférieur ou égal à 0,02% |
Impuretés ultra-faibles, taux de récupération élevé, exclusif pour-acier propre haut de gamme |
Sélection ciblée d'alliages CaSi pour différentes qualités d'acier
Combinée aux effets d'affinage sur site -et aux retours sur la qualité, cette section correspond à la nuance, à la taille et au schéma d'addition CaSi les plus adaptés aux types d'acier courants.
3.1 Acier de construction au carbone ordinaire (Q235, Q355)
Qualité recommandée : CaSi 28/60, qualité conventionnelle
L'acier au carbone ordinaire a des exigences lâches en matière d'inclusions résiduelles et de traces d'impuretés. L'objectif principal de la fusion est une désoxydation basique et une légère désulfuration pour stabiliser la composition de l'acier en fusion. L'alliage CaSi 28/60 avec des éléments équilibrés en silicium et en calcium peut répondre pleinement aux besoins de production. Il évite les résidus excessifs d’alliage et contrôle efficacement les coûts des matières premières pour la production de masse.
Taille applicable: grumeaux de 10 à 50 mm pour l'alimentation à la louche ; Poudre de 0 à 3 mm pour le raffinage auxiliaire conventionnel
Posologie recommandée: 0,8 à 1,0 kg par tonne d'acier
3.2 Acier à faible-alliage à haute-résistance (acier HSLA)
Qualité recommandée : CaSi 30/60 à haute teneur en calcium-
L'acier faible-allié à haute-résistance nécessite une compacité interne élevée et des propriétés mécaniques stables. Les inclusions d'alumine dure générées lors de la fusion réduiront la ténacité et la résistance à la fatigue de l'acier. Le CaSi 30/60 à haute teneur en calcium - peut modifier entièrement les inclusions dures et pointues en aluminate de calcium sphérique, améliorer la pureté de l'acier fondu et réduire considérablement les défauts internes des bobines d'acier et des plaques d'acier.
Taille des particules applicables: Particules graduées de 0,5 à 3 mm, adaptées à l'alimentation automatique et au remplissage de fil fourré
Posologie recommandée: 1,0 à 1,2 kg par tonne d'acier
3.3 Acier pour pipelines et acier pour cuves (série Clean Steel)
Qualité recommandée : CaSi 32/62 de haute pureté-faible-impureté
L'acier pour pipelines et l'acier pour récipients sous pression appartiennent à des aciers à haute-propreté. Ils imposent des restrictions extrêmement strictes sur la teneur en soufre, la teneur en oxygène et les inclusions résiduelles, qui affectent directement les performances de soudage de l'acier et la résistance à la pression. L'alliage CaSi 32/62 de haute -pureté avec des impuretés P et S ultra-faibles permet une désulfuration en profondeur et une modification ultra-pure, empêchant efficacement l'agrégation des inclusions et améliorant la stabilité de service à long terme de l'acier-.
Taille applicable: Poudre fine de 0,2 à 1,5 mm, processus de raffinage par injection de poudre correspondant
Posologie recommandée: 1,2 à 1,5 kg par tonne d'acier
3.4 Acier inoxydable (séries 304, 316)
Qualité recommandée : CaSi 30/60, qualité optimisée à faible impureté
Le raffinage de l’acier inoxydable est sensible aux fluctuations des éléments silicium et calcium. Des éléments d'impuretés excessifs provoqueront des stries sur la surface de l'acier inoxydable et une atténuation de la résistance à la corrosion. La qualité CaSi 30/60 avec de faibles impuretés stables peut compléter un contrôle précis de la désoxydation et de l'inclusion, éviter une précipitation excessive de silicium et garantir une finition de surface uniforme et une composition chimique stable de l'acier inoxydable fini.
Posologie recommandée: 1,1 à 1,3 kg par tonne d'acier
3.5 Acier à outils et acier à roulements
Qualité recommandée : CaSi 32/62 de haute pureté-qualité ultra fine-
L'acier à outils et l'acier à roulements nécessitent une uniformité de dureté et une résistance à l'usure extrêmement élevées. De minuscules inclusions d’impuretés deviendront des sources de fissures de fatigue et réduiront la durée de vie. L'alliage CaSi de haute-pureté permet une micro-modification précise, contrôle les inclusions ultra-fines et garantit une compacité et une uniformité élevées de la matrice d'acier.
Table d'appariement rapide en acier et alliage CaSi
Ce tableau aide les ingénieurs de fonderie et les acheteurs à confirmer rapidement les spécifications afin de réduire les coûts d'essais et d'erreurs et de stabiliser la qualité de production continue.
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Type de qualité d'acier |
Meilleure qualité d'alliage CaSi |
Taille optimale des particules |
Objectif de la fusion du noyau |
|---|---|---|---|
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Acier au carbone ordinaire |
CaSi28/60 |
10 à 50 mm / 0 à 3 mm |
Désoxydation basique, maîtrise des coûts pour une production de masse |
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Acier à faible-alliage à haute-résistance |
CaSi30/60 |
Calibré de 0,5 à 3 mm |
Modifier les inclusions, améliorer la ténacité de l'acier |
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Acier propre pour pipelines et cuves |
CaSi 32/62 de haute pureté |
Poudre fine de 0,2 à 1,5 mm |
Désulfuration profonde, acier fondu ultra-pur |
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Acier inoxydable 304/316 |
CaSi 30/60 faible-impureté |
0,5 à 2 mm |
Composition stable, assure la qualité de la surface |
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Acier à outils et à roulements |
CaSi 32/62 de haute pureté |
0,2 à 1 mm ultra fin- |
Contrôle des micro-inclusions, amélioration de la résistance à la fatigue |
Défauts de production courants causés par une mauvaise sélection de CaSi
La plupart des fluctuations de la qualité des lots dans les aciéries sont liées à des spécifications d'alliage CaSi incompatibles, résumées à partir des données de raffinage à long terme :
Colmatage des buses en coulée continue : L'utilisation de CaSi 28/60 à faible teneur en calcium pour de l'acier propre ne peut pas modifier complètement les inclusions d'alumine, ce qui entraîne une accumulation d'inclusions au niveau de la buse.
Propriétés mécaniques instables de l'acier : L'alliage CaSi à haute-impuretés introduit des traces d'éléments nocifs, réduisant la ténacité de l'acier et les performances de soudage.
Coût de consommation d'alliage élevé : L'utilisation aveugle du CaSi 32/62 de haute pureté-pour l'acier au carbone ordinaire entraîne un gaspillage important de coûts.
Défauts de surface en acier: Une taille de particule déraisonnable entraîne une fusion incomplète ou une oxydation excessive, provoquant une ségrégation de la composition et des rayures de surface.
Achats et-Conseils d'application sur site
Correspondance des notes en premier: Donner la priorité aux normes de qualité de l’acier plutôt qu’au prix. L'acier haut de gamme-doit utiliser du CaSi à faible-impuretés et à haute-calcium pour éviter les risques liés à la qualité.
Inspection du COA par lots: Vérifiez les indicateurs Ca, Si, P, S et la distribution de taille pour chaque lot afin de garantir la cohérence du lot.
Alimentation standardisée: Taille assortie à l'équipement d'alimentation ; morceau pour alimentation manuelle, poudre graduelle pour alimentation en fil et injection de poudre.
Stockage scellé à sec: L'alliage CaSi est sujet à l'absorption d'humidité et à l'oxydation. Le stockage humide réduira l’activité de surface et l’efficacité du raffinage.
Contrôle de dosage proportionnel: Un ajout excessif conduit à un élément dépassant la norme ; un ajout insuffisant entraîne un mauvais effet de désoxydation et de modification.
La sélection de l'alliage CaSi doit être basée sur les exigences réelles de fusion de la nuance d'acier plutôt que sur l'application de spécifications unifiées. Pour l'acier au carbone ordinaire, le CaSi 28/60 est le choix le plus rentable-pour répondre aux besoins de base en matière de raffinage. L'acier faiblement allié-et l'acier inoxydable conviennent à la nuance CaSi 30/60 à haute-activité pour optimiser la morphologie des inclusions et stabiliser les performances de l'acier. L'acier propre haut de gamme, l'acier pour pipelines et l'acier à outils doivent adopter un alliage CaSi 32/62 de haute pureté à faible impureté pour obtenir une purification en profondeur de l'acier en fusion.
La correspondance scientifique de la qualité, de la taille et du dosage de l'alliage CaSi peut réduire efficacement les défauts de l'acier, améliorer le taux de récupération des éléments, stabiliser la qualité des lots et réduire les coûts de fusion globaux pour les entreprises sidérurgiques.
