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硅钙合金的优势

硅钙合金(silicon-calcium alloys)

硅和钙组成的二元合金,属铁合金范畴。它的主成分为硅和钙,还含有不同数量的铁、铝、碳、硫?#22303;?#31561;杂质。钢铁工业用作钙添加剂、脱氧剂、脱硫剂?#22836;?#37329;属夹杂物的变性剂。铸铁工业用作孕育剂和变性剂。硅钙合金按钙、硅含量的不同区分为:[1] 

牌号 Ca(不小于) Si

Ca31Si60 31 50~65

Ca28Si60 28 50~65

Ca24Si60 24 55~65

Ca20Si55 20 50~60

Ca16Si55 16 50~60

其他杂质按不同用途另有规定。此外,在硅钙合金的基础上,添加其他元素,组成三元或多元复合合金。如Si-Ca-Al;Si-Ca-Mn;Si-Ca-Ba等,用作钢铁冶金的脱氧剂、脱硫剂、脱氮剂和合金剂。

性质

钙为碱土金属,原子量为40.08,外层电子结构为4S2,密度(20℃)1.55g/cm3,熔点839士2℃,沸点1484℃。钙的蒸气压与温度的关系式为

lnpCa=25.7691-20283.9T-1-1.0216lnT

式中pCa为钙的蒸气压,Pa;T为温度,K。硅与钙生成3种化合物,即CaSi、Ca2Si和CaSi2。CaSi(41.2%Si)在高温下稳定。Ca2Si(29.5%Si)是Ca与CaSi间在低于910℃时生成的包晶化合物。CaSi2(58.36%Si)是CaSi与Si间在低于1020℃时生成的包晶化合物。工业生产的硅钙合金的相组成为CaSi2约77%,CaSi 5%~15%,Si?#26434;?20%,SiC<8%。含Ca 30%~33%,Fe约5%的硅钙合金的密度约为2.2g/cm3,熔化温度范围为980~1200℃。

用途


由于钙与钢液中的氧、硫、氢、氮和碳等有较强的亲?#22303;Γ?#25152;以硅钙合金主要用于钢液的脱氧、除气和固定硫。硅钙加入钢液后产生强烈的放热效应。钙在钢液中变成钙蒸气,对钢液产生搅拌作用,对非金属夹杂上浮有利。硅钙合金脱氧后,产生颗粒较大且易于上浮的非金属夹杂,同时还改变非金属夹杂的形状和性质。故硅钙合金用于生产洁净钢,氧、硫含量低的优质钢,?#32422;?#27687;、硫含量特低的特殊性能钢。添加硅钙合金可以消除用铝作终脱氧剂的钢在钢包水口的结瘤,?#22303;?#32493;铸钢|炼铁的中间罐水口堵塞等问题。在钢的炉外精炼技术中,用硅钙粉剂或芯线进行脱氧、脱硫,使钢中氧?#22303;?#30340;含量降到很低;还可控制钢中硫化物形态,同时提高钙的利用率。在铸铁生产中,硅钙合金除脱氧和净化作用外,还起孕育作用,有助于形成细粒或球状石墨;使灰口铸铁中石墨分布均匀,降低白口倾向;且能增硅、脱硫,改善铸铁质量。


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