Inkluusioiden koostumus kalsiumkäsittelyn jälkeen puhtaalla kalsiumlangalla

Miksi kalsiumkäsittelyä käytetään teräksen jalostuksessa

Kalsiumkäsittely on senkkametallurginen käytäntö, joka muokkaa ei--metallisia sulkeumia niin, että niistä tulee vähemmän haitallisia teräksen laadulle. Tavoitteena on muuntaa kiinteät, korkean -sulamispisteen-alumiinioksidisulkeumat nestemäisiksi tai muunnetuiksi kalsiumaluminaattisulkeuksiksi, jotka pysyvät muotoaan valssauksen ja valun aikana, ja hallita sulfidisulkeutumien muotoa. Lopullinen inkluusiokoostumus ei ole mielivaltainen: sen määrää teräksen kemia, ennen kaikkea käsittelyhetken rikki- ja happipitoisuudet.

Miten rikkipitoisuus määrittää inkluusiokoostumuksen

Teräksen rikkitaso on hallitseva tekijä, joka säätelee sitä, mitä kalsiumia{0}}pitoisia sulkeumia muodostuu langansyötön jälkeen.

Alhaisessa rikkipitoisuudessa kalsium reagoi alumiinioksidin ja rikin kanssa muodostaen modifioituja kalsiumaluminaattisulkeuksia, jotka sisältävät jonkin verran CaS:a, ja magnesiumia tulenkestävästä tai teräksestä voi myös tulla inkluusioon MgO:na. Korkealla rikkipitoisuudella suurempi käytettävissä oleva rikkimäärä siirtää tasapainoa siten, että kalsium kuluu ensisijaisesti CaS:na. Koska CaS on kiinteä faasi, jolla on korkea sulamispiste, liiallinen CaS:n muodostuminen voi itse asiassa huonontaa valutettavuutta, minkä vuoksi rikin hallinta ennen kalsiumkäsittelyä on yhtä tärkeää kuin itse käsittely.

Hapen rooli: Poista hapetus ennen langansyöttöä

Kalsium on voimakas hapettumisenestoaine sekä sulfidin muodostaja, ja se reagoi sekä hapen että rikin kanssa. Jos teräksessä on vielä korkea happipitoisuus langansyöttöhetkellä, merkittävä osa kalsiumista yhdistyy hapen kanssa muodostaen CaO:ta sen sijaan, että muuttaisi olemassa olevia sulkeumia. Käytännön sääntö on siksi suorittaa hapettumisenesto loppuun ennen kalsiumlangan syöttöä, jotta kalsiumia käytetään inkluusioiden modifioimiseen sen sijaan, että se hukattaisiin liuenneeseen happeen.

Miksi ruokintasyvyydellä on väliä

Syvyys, jossa kalsiumia vapautuu sulaan teräkseen, ohjaa sekä kalsiumin talteenottoa että käsittelyn tasaisuutta. Tavallisia kalsiumlankoja voidaan syöttää vain tietylle syvyydelle sulan teräksen pinnan alapuolelle, missä ferrostaattinen paine on suhteellisen alhainen; matalassa syvyydessä kalsium höyrystyy nopeasti, karkaa pintaan ja häviää, ja käsittely on epätasaista. Komposiittipuhdas kalsiumlanka on suunniteltu saavuttamaan sulan teräksen pohjan, jossa korkeampi ferrostaattinen paine pitää kalsiumin kosketuksessa teräksen kanssa pidempään, mikä parantaa talteenottoa ja antaa kalsiumin tasaisemman jakautumisen kauhan läpi.

Saumattoman komposiittikalsiumlangan edut

Kalsiumlangan saumaton rakenne tuo useita prosessietuja. Pitkä säilytysaika tarkoittaa, että kalsiumia ei häviä pitkäaikaisen varastoinnin aikana, koska saumaton vaippa suojaa ydintä kosteudelta ja ilmalta. Kalsiumpitoisuus on tarkempi ja vakaampi, tyypillisesti noin 52 g/m3, mikä tekee annostelusta ennakoitavissa. Toipumisnopeus on korkeampi, joten kalsiumin kulutusta tarvitaan vähemmän saman hoitovaikutuksen saavuttamiseksi. Toistettavuus on parempi, kun jäännöskalsiumissa on pieni vaihtelu lämpöjen välillä. Lopuksi lanka adsorboi vähemmän haitallisia kaasuja, kuten vetyä ja typpeä, ja lisää vähemmän epäpuhtauksia syöttämisen aikana, mikä edistää suoraan sulan teräksen puhtautta.

Käytännön suosituksia terästehtaille

Jotta inkluusio{0}}muokkaustulos olisi vakaa, terästehtaiden tulee kontrolloida rikki tavoitealueelle ennen kalsiumkäsittelyä, lopettaa hapettumisenesto ennen langan syöttöä ja valita syöttösyvyys ja langan nopeus, joka vastaa kauhan geometriaa ja teräksen painoa. Kalsiumin lisäys tulee laskea tavoitejäännöskalsiumin ja lankatyypin tunnetun talteenoton perusteella, ja tulos tulee varmistaa ottamalla näytteitä kokonaishapen, jäännöskalsiumin ja inkluusioarvioinnin perusteella. Rikin, hapen ja lämpötilan kirjaaminen käsittelyhetkellä mahdollistaa käytännön korjaamisen lämmöstä lämmöksi.

Usein kysytyt kysymykset

Miksi rikkipitoisuus muuttaa inkluusiotyyppiä kalsiumkäsittelyn jälkeen?Kalsium reagoi sekä alumiinioksidin että rikin kanssa; alhaisella rikkipitoisuudella muodostuu modifioitua kalsiumaluminaattisulkeumaa, jossa on CaS, kun taas korkealla rikkipitoisuudella suurempi rikkitarjonta suosii CaS:n muodostumista.

Miksi hapettumisen täytyy olla valmis ennen kalsiumlangan syöttöä?Jos happea on edelleen runsaasti, kalsiumia kulutetaan muodostaen CaO:ta sen sijaan, että se modifioisi sulkeumia, mikä vähentää käsittelytehoa ja tuhlaa kalsiumia.

Mitä hyötyä on langan syöttämisestä kauhan pohjalle?Korkeampi ferrostaattinen paine syvyydessä pitää kalsiumin kosketuksessa teräksen kanssa, mikä parantaa talteenottoa ja antaa tasaisemman kalsiumin jakautumisen.

Mikä kalsiumpitoisuus on tyypillistä puhtaalle kalsiumlangalle?Tälle lankatyypille on tyypillistä vakaa kalsiumpitoisuus noin 52 g/m3, mikä tekee annostelusta ennakoitavissa.

Kuinka saumaton kalsiumlanka parantaa teräksen puhtautta?Se adsorboi vähemmän vetyä ja typpeä varastoinnin ja syöttämisen aikana ja tuo vähemmän epäpuhtauksia teräkseen, mikä tukee alhaisempaa kokonaishappia ja puhtaampia sulkeumia.