Vai trò của canxi silicon trong sản xuất thép là gì?

Một trong những chức năng chính của CASI trong sản xuất thép làmất oxy hóa. Trong quá trình sản xuất thép, oxy chắc chắn được đưa vào thép nóng chảy. Nếu không được kiểm soát, oxy này có thể tạo thành các oxit sắt, gây bất lợi cho các tính chất cơ học của thép. Canxi silicon hoạt động như một tác nhân khử oxy mạnh mẽ. Khi được thêm vào thép nóng chảy, canxi và silicon trong nó phản ứng với oxy. Silicon có ái lực mạnh mẽ với oxy và tạo thành silicon dioxide (SIO₂). Đồng thời, canxi phản ứng với oxy để tạo thành oxit canxi (CaO). Các oxit này sau đó nổi lên bề mặt của thép nóng chảy dưới dạng xỉ hoặc được loại bỏ thông qua các quá trình tinh chế khác. Bằng cách loại bỏ oxy một cách hiệu quả, canxi silicon giúp giảm sự hình thành các vùi trong thép, từ đó cải thiện độ tinh khiết của thép và các tính chất cơ học của nó như độ bền, độ bền và độ dẻo.

Các vùi trong thép, mặc dù giảm số lượng thông qua quá trình khử oxy, vẫn có thể có mặt. Tuy nhiên, loại, kích thước và phân phối của các vùi này có thể được sửa đổi bằng cách sử dụng canxi silicon. Canxi trong silicon canxi phản ứng với các vùi chứa lưu huỳnh và oxy. Ví dụ, nó có thể chuyển đổi các thể vùi mangan (MNS) cứng và giòn thành các thể vùi canxi (CAS) tròn và ít gây hại hơn. Việc sửa đổi bao gồm này là rất cần thiết bởi vì hình dạng và bản chất của các vùi có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của thép. Các vùi tròn ít có khả năng đóng vai trò là người gây căng thẳng, điều đó có nghĩa là thép ít bị nứt và có khả năng chống mỏi tốt hơn. Trong các ứng dụng mà thép phải chịu căng thẳng lặp đi lặp lại, chẳng hạn như trong các bộ phận ô tô hoặc các thành phần cơ học, vai trò của silicon canxi trong việc sửa đổi bao gồm trở nên đặc biệt quan trọng.

Lưu huỳnh là một tạp chất trong thép có thể gây thiếu hụt nóng, tình trạng thép trở nên giòn ở nhiệt độ cao và dễ bị nứt trong các quá trình làm việc nóng như rèn hoặc lăn. Canxi silicon là một tác nhân khử lưu huỳnh hiệu quả. Canxi trong silicon canxi phản ứng với lưu huỳnh trong thép nóng chảy để tạo thành canxi sulfide (CAS). CAS có điểm nóng chảy cao và độ hòa tan thấp trong thép nóng chảy, do đó, nó kết tủa và có thể được loại bỏ cùng với xỉ. Bằng cách giảm hàm lượng lưu huỳnh trong thép, canxi silicon giúp cải thiện khả năng làm việc nóng của thép và chất lượng tổng thể của nó. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất thép chất lượng cao cho các ứng dụng có khả năng định dạng tốt và hiệu suất nhiệt độ cao, chẳng hạn như trong việc sản xuất ống liền mạch cho ngành công nghiệp dầu khí.

Canxi silicon cũng đóng một vai trò trong việc hoàn thiện hạt trong thép. Các hạt mịn hơn trong thép được liên kết với các đặc tính cơ học được cải thiện. Việc bổ sung canxi silic vào thép nóng chảy có thể hoạt động như các vị trí tạo mầm để hình thành các hạt mới trong quá trình hóa rắn. Khi thép làm mát và củng cố, các vị trí này khuyến khích sự phát triển của một số lượng lớn các hạt nhỏ hơn thay vì một số lượng nhỏ các hạt lớn hơn. Một cấu trúc hạt mịn hơn dẫn đến tăng sức mạnh, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn tốt hơn. Ví dụ, trong ngành xây dựng, thép với cấu trúc hạt tinh chế do sử dụng canxi silicon được ưu tiên để xây dựng các cấu trúc vì nó có thể chịu được tải trọng cao hơn và căng thẳng môi trường hiệu quả hơn.

Trong quá trình đúc liên tục, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép hiện đại, khả năng của thép nóng chảy để chảy trơn tru và củng cố đồng đều là rất quan trọng. Canxi silicon có thể cải thiện khả năng đúc của thép. Bằng cách sửa đổi độ căng và độ nhớt bề mặt của thép nóng chảy, nó đảm bảo rằng thép có thể được đúc thành nhiều hình dạng khác nhau với ít khuyết tật hơn. Sự hiện diện của canxi và silicon trong thép nóng chảy giúp giảm sự hình thành các khuyết tật bề mặt như vết nứt và độ xốp trong quá trình đúc. Điều này dẫn đến năng suất cao hơn của các sản phẩm đúc chất lượng cao và làm giảm nhu cầu xử lý và làm lại sau, do đó làm tăng hiệu quả chung của quy trình sản xuất thép.