Bagaimanakah kalsium silikon membantu dalam mengurangkan kandungan sulfur dalam keluli?

Aloi kalsium silikongunakan kalsium (Ca) dan silikon (Si) sebagai komponen terasnya, dengan beberapa unsur barium dan aluminium menyokong fungsi penyahsulfuran yang sangat cekap:

 Julat komposisi:Ca 28%-35%, Si 55%-65%, kekotoran Al Kurang daripada atau sama dengan 2.0%, S Kurang daripada atau sama dengan 0.04%, P Kurang daripada atau sama dengan 0.04%;

 Sifat fizikal:Takat lebur 1250-1350 darjah, ketumpatan 2.5-2.8 g/cm³, dalam bentuk gumpalan (5-30 mm) atau berbutir (1-10 mm), dengan aktiviti kimia yang kuat pada suhu tinggi;

 Kelebihan teras:Kapasiti penyahsulfuran kalsium jauh melebihi mangan dan besi, manakala kesan penyahoksidaan silikon mengoptimumkan persekitaran penyahsulfuran, mencapai kesan sinergistik "penyahsulfuran + penyahoksidaan".

(1) Kalsium-Tindak Balas Kimia Sulfur: Asas Teras Penyahsulfuran

Reaksi Utama:Ca + S → CaS, CaS yang dihasilkan mempunyai takat lebur 2450 darjah dan keterlarutan hanya 0.0002% (dalam keluli cair), menjadikannya hampir tidak larut dalam keluli cair;

Tindak balas sinergistik:Silikon bertindak balas dengan FeO dalam keluli cair (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe), mengurangkan kandungan oksigen dalam keluli lebur dan menghalang pembentukan sukar-untuk-mengeluarkan sulfat (seperti CaSO₄) oleh oksigen dan sulfur, sekali gus mewujudkan persekitaran yang mengurangkan untuk tindak balas kalsium-sulfur;

Kelebihan Termodinamik:Potensi elektrod kalsium jauh lebih rendah daripada sulfur, memastikan bahawa kalsium lebih disukai bergabung dengan sulfur, menjadikan tindak balas penyahsulfuran tidak dapat dipulihkan.

(2) Pengapungan dan Pemisahan CaS: Langkah Utama dalam Penyahsulfuran

Faktor Pemacu Perbezaan Ketumpatan:CaS mempunyai ketumpatan yang jauh lebih rendah daripada keluli cair, secara semula jadi menunjukkan kecenderungan untuk terapung;

Meningkatkan Faktor Pemisahan:Mengacau keluli cair mempercepatkan pengagregatan zarah CaS, meningkatkan kelajuan pengapungan sebanyak 2-3 kali;

Penjerapan sanga:Selepas terapung ke permukaan keluli cair, CaS diserap oleh sanga CaO-SiO₂-Al₂O₃ dan dinyahcas dengan sanga, melengkapkan penyahsulfuran.

(3) Mengukur Kesan Desulfurisasi dan Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi

 Data Kesan Teras:

Jumlah Penambahan Konvensional (0.1%-0.3% daripada jisim keluli cair):Boleh mengurangkan kandungan sulfur keluli lebur daripada 0.05%-0.08% kepada di bawah 0.01%, mencapai kadar desulfurisasi 80%-90%;
Penapisan Keluli -Tinggi (Amaun Tambahan 0.3%-0.5% + Penapisan Relau LF):Kandungan sulfur boleh dikurangkan kepada di bawah 0.005% (ultra-standard keluli sulfur rendah), dengan kadar penyahsulfuran Lebih besar daripada atau sama dengan 93%.

 Faktor utama yang mempengaruhi:

Komposisi aloi:Aloi SiCa dengan kandungan Ca 30%-32% dan 60%-62% Si mempamerkan kecekapan penyahsulfuran yang terbaik. Kandungan kalsium yang terlalu rendah (<28%) will lead to a 15%-20% decrease in desulfurization rate.

Suhu keluli:Kadar tindak balas penyahsulfuran adalah paling cepat pada 1550-1600 darjah . Di bawah 1500 darjah, kecekapan tindak balas berkurangan sebanyak 30%.

Kandungan oksigen:Apabila kandungan oksigen awal keluli lebur adalah Kurang daripada atau sama dengan 50ppm, kadar penyahsulfuran adalah 25% lebih tinggi daripada apabila kandungan oksigen ialah 80-100ppm. Kesan penyahoksidaan silikon adalah penting.

(1) Pembuatan Keluli Penukar (Penyahsulfuran Akhir)

Logik Aplikasi:

Ditambah pada peringkat akhir penorehan penukar, menggunakan pencampuran bergelora keluli cair untuk mengurangkan kandungan sulfur pada mulanya, meletakkan asas untuk penapisan seterusnya;

Parameter Proses:

Jumlah tambahan 0.1% -0.2%, suhu keluli lebur 1600-1650 darjah, argon kacau selama 5-8 minit semasa menoreh, kadar penyahsulfuran boleh mencapai 70% -75%;

Senario yang Sesuai:

Penyahsulfuran awal keluli karbon biasa dan keluli aloi rendah, mengurangkan kandungan sulfur kepada 0.02% -0.03%.

(2) Penapisan Relau LF (Penyahsulfuran Dalam)

Logik Aplikasi:

Di bawah suasana pengurangan relau LF, aloi silikonkalsium digabungkan dengan sanga-agen pembentuk seperti kapur dan fluorit untuk mencapai penyahsulfuran dalam;

Parameter Proses:

Jumlah tambahan 0.2%-0.5%, keasaman sanga dikawal pada 1.8-2.2, keamatan kacau argon 0.4-0.6 m/s, masa penapisan 30-40 minit, kandungan sulfur boleh dikurangkan kepada di bawah 0.005%;

Senario yang Sesuai:

Pengeluaran keluli sulfur ultra-rendah seperti-keluli aloi tinggi, keluli tahan karat dan keluli galas.

(3) Tuangan Berterusan Pelindung Tuangan (Penyahsulfurisasi Terminal)

Logik Aplikasi:

Dawai aloi CalciumSilicon (diameter 10-13 mm) dimasukkan ke dalam penghabluran melalui penyuap wayar untuk mengeluarkan sejumlah surih sisa sulfur dalam keluli cair;

Parameter Proses:

Kelajuan suapan wayar 3-5 m/s, jumlah suapan wayar 0.05%-0.1%, yang boleh mengurangkan lagi kandungan sulfur kepada di bawah 0.003%, mengelakkan kecacatan rapuh panas dalam bilet tuang yang berterusan.

(1) Logik Pemilihan: Padankan gred aloi mengikut keperluan keluli

(2) Langkah Berjaga-jaga Penggunaan

Kawalan Jumlah Tambahan:

Excessive addition (>0.6%) dengan mudah boleh membawa kepada kandungan kalsium yang berlebihan dalam keluli cair, menghasilkan kemasukan CaO dan menjejaskan keliatan impak keluli (menurun sebanyak 10%-15%).

Masa Tambahan:

Mula menambah apabila penukar telah mengetuk 1/3 daripada keluli untuk mengelakkan penambahan pramatang yang boleh menyebabkan pengoksidaan kalsium (kadar pembakaran kalsium-kenaikan daripada 10%-15% kepada lebih 30%).

Perlindungan Storan:

Simpan dalam persekitaran yang kering dan tertutup untuk mengelakkan pengoksidaan lembapan (menjana Ca(OH)₂, mengurangkan aktiviti penyahsulfuran). Tempoh penyimpanan tidak boleh melebihi 6 bulan.

Perlindungan Keselamatan:

Kalsium mudah terbakar. Jauhkan daripada api terbuka semasa penambahan dan gunakan alat pemadam api serbuk kering untuk mengelakkan zarah aloi daripada percikan dan menyebabkan kebakaran.

Pemprosesan Komposit:Membangunkan agen penyahsulfuran komposit "silikon-kalsium-barium" dan "silikon-kalsium-aluminium." Barium dan aluminium boleh meningkatkan lagi kadar penggunaan kalsium (dari 60%-70% kepada lebih 80%), meningkatkan kadar desulfurisasi sebanyak 5%-10%.

Pemprosesan yang diperhalusi:Menyesuaikan komposisi untuk gred keluli yang berbeza (seperti ultra-silikon aluminium rendah-aloi kalsium dan-silikon sulfur-aloi kalsium rendah) untuk memenuhi keperluan kekotoran yang ketat bagi keluli-tinggi.

Pemprosesan Hijau:Menggunakan elektrik hijau untuk mencairkan aloi kalsium silikon, mengurangkan pelepasan karbon dan mengoptimumkan proses pengeluaran untuk mengurangkan kandungan kekotoran berbahaya (seperti P dan S) dalam aloi.