Hợp kim canxi silic (CaSi)là phụ gia đa chức năng cốt lõi trong sản xuất gang. Thông qua bốn chức năng cốt lõi-sửa đổi, khử oxy và tinh chế than chì, sàng lọc hạt và kiểm soát lưu huỳnh-, nó nâng cao một cách toàn diện độ bền, độ dẻo dai, khả năng gia công và độ tin cậy của gang, khiến nó phù hợp với-các ứng dụng cao cấp như phụ tùng ô tô và máy móc công nghiệp.
Tính chất vật lý:Điểm nóng chảy 1250-1350 độ, mật độ 2,5-2,8g/cm³, khối hoặc bột màu xám bạc (5-30mm), canxi dễ bay hơi ở nhiệt độ cao, có khả năng phản ứng mạnh và tương thích tốt với sắt nóng chảy;
Ưu điểm cốt lõi:Tích hợp đa chức năng (hình cầu + khử oxy + tinh chế), thêm 0,2%-0,5% mỗi tấn gang có thể đạt được sự cải thiện hiệu suất đa chiều-với hiệu quả chi phí đáng kể;
Cơ chế cốt lõi của hợp kim canxi silic cải thiện hiệu suất của gang
(1) Biến đổi than chì: từ "vảy" thành "hình cầu", độ dẻo dai tăng gấp đôi
Cơ chế tác dụng:
Silicon tăng cường hoạt động của cacbon trong sắt nóng chảy, thúc đẩy quá trình tạo mầm than chì; Canxi, với vai trò là tác nhân tạo hình cầu, hấp phụ trên bề mặt của nhân than chì, ức chế sự phát triển của vảy và hướng dẫn sự hình thành hình cầu/sâu-như than chì;
Phản ứng chính:
Canxi kết hợp với lưu huỳnh và oxy, loại bỏ sự can thiệp của chúng với quá trình hình cầu hóa than chì, trong khi CaC₂ được tạo ra có thể đóng vai trò là lõi tạo mầm than chì.
(2) Khử oxy và thanh lọc: Giảm tạp chất và cải thiện độ tinh khiết.
Cơ chế tác dụng:
Silicon phản ứng với oxy: Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe. Mật độ SiO₂ tạo ra là 2,65 g/cm³, thấp hơn nhiều so với sắt nóng chảy (7,1 g/cm³), dễ nổi và tạo thành xỉ.
Canxi-tăng cường khử oxy:
2Ca + O₂ → 2CaO. Canxi có ái lực với oxy mạnh hơn silicon, chất này có thể loại bỏ lượng oxy dư trong sắt nóng chảy. Đồng thời, nó phản ứng với Al₂O₃ để tạo thành các thể vùi hỗn hợp có điểm nóng chảy-{6}}thấp (CaO・Al₂O₃), tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tách.
(3) Tinh chế hạt: Tinh chỉnh cấu trúc vi mô, cân bằng độ bền và độ dẻo dai.
Cơ chế tác dụng:
Các hạt nhỏ (chẳng hạn như CaS, SiO₂) trong hợp kim canxi-silic hoạt động như các vị trí tạo mầm không đồng nhất, thúc đẩy sự hình thành nhiều hạt mịn thay vì một vài hạt thô trong quá trình hóa rắn gang.
Tăng cường ranh giới hạt:
Các hạt tinh chế làm tăng số lượng ranh giới hạt trên một đơn vị thể tích, cản trở chuyển động lệch vị trí và phân tán ứng suất, do đó cải thiện hiệu suất tổng thể của vật liệu.
(4) Kiểm soát lưu huỳnh: Loại bỏ độ giòn nóng và cải thiện hiệu suất gia công
Cơ chế tác dụng:
Canxi phản ứng tốt nhất với lưu huỳnh: Ca + FeS → CaS + Fe. CaS có nhiệt độ nóng chảy 2450 độ, không tan trong sắt nóng chảy, kết tủa dưới dạng hạt rắn và nổi lên thành xỉ, loại bỏ hoàn toàn tác hại của lưu huỳnh.
Giá trị chính:
Ngăn chặn FeS (điểm nóng chảy 1190 độ) hình thành mạng lưới liên tục ở ranh giới hạt, loại bỏ hiện tượng "giòn nóng".
Điểm kiểm soát việc sử dụng chính:
Thời điểm bổ sung:Thêm vào sắt dẻo sau khi xử lý tạo hình cầu và trước khi cấy; thêm vào gang xám 5-10 phút trước khi khai thác để đảm bảo đủ phản ứng.
Phương pháp bổ sung:Thêm vàoCaSi cụcsản phẩm trực tiếp; thêm vàoBột SiCasản phẩm thông qua máy cấy; thêm vàoDây lõi CaSisản phẩm sử dụng máy cấp dây (tốc độ 3-5 m/s) để tránh thất thoát canxi do bay hơi.
Kiểm soát liều lượng: Excessive addition (>0.5%) will lead to excessively high cast iron hardness (HB>250), tăng độ khó xử lý. Cần phải kiểm soát chính xác tùy theo loại gang.
