I. Produktdefinition und Kernkomponenten
   Definition:

    Calcium-Eisenkerndraht (CaFe Cored Wire) ist ein spezielles Drahtzuführungsmaterial für die Stahlveredelung in der metallurgischen Industrie. Es handelt sich um einen zylindrischen Draht, der durch Mischen von metallischem Kalziumgranulat und Eisenpulver in einem bestimmten Verhältnis als Kernmaterial mit kaltgewalztem Stahlband mit niedrigem Kohlenstoffgehalt als Außenmantel durch einen Mantelwalzprozess hergestellt wird. Zu seinen Hauptanwendungen gehören Desoxidation, Entschwefelung und Einschlussmodifikation bei der Stahlherstellung und Pfannenraffinierung. Es ist das bevorzugte Material für die Kalziumbehandlung von reinen Stahlsorten wie Stahl mit niedrigem-Kohlenstoffgehalt, Stahl mit ultra-niedrigem-Kohlenstoffgehalt und Stahl mit niedrigem-Siliziumgehalt.

   Kernkomponenten:

Kernmaterial: Besteht aus 25–35 % Kalziumgranulat und 65–75 % Eisenpulver (übliche Qualitäten umfassen Ca30 und Ca40, entsprechend etwa 30 % bzw. 40 % Kalziumgehalt). Calciumgranulat sorgt für Desoxidations- und Entschwefelungsaktivität, während Eisenpulver das Gewicht erhöht, die Calciumverdunstung verlangsamt und die Calciumverwertung verbessert.

Außenmantel: Kalt{0}gewalztes kohlenstoffarmes Stahlband mit einer Dicke von 0,4 ± 0,2 mm, das eine gute Abdeckung bietet, um Oxidation und Feuchtigkeitsaufnahme des Kernmaterials zu verhindern und eine stabile Rissbildung und Kernmaterialfreisetzung während der Zufuhr von geschmolzenem Stahl sicherzustellen.

Mischeigenschaften: Das Verhältnis von Eisenpulver zu Kalziumgranulat im Kernmaterial ist genau darauf ausgelegt, eine Verdampfung bei hohen Temperaturen und den Verlust von reinem Kalzium aufgrund seiner geringen Dichte (1,55 g/cm³) und seines niedrigen Schmelzpunkts (839 Grad) zu vermeiden und gleichzeitig durch den Matrixeffekt des Eisenpulvers eine gleichmäßigere Verteilung von Kalzium in der Stahlschmelze zu ermöglichen.

II. Kernspezifikationen

III. Kernvorteile
Vorteile von Kalziumnutzung und Kostenbilanz:Im Vergleich zu reinem Kalziumdraht (Kalziumausbeute nur 5 %-8 %) verlangsamt Eisenpulver in Kalzium-Eisenkerndraht die Verdunstung und das Abbrennen von Kalzium und erhöht die Kalziumausbeute auf 8–15 %. Gleichzeitig ersetzt Eisenpulver einen Teil des metallischen Kalziums, wodurch der Verbrauch wertvoller Kalziumressourcen reduziert und die Raffinationskosten um 10–15 % gesenkt werden, wodurch Effizienz und Wirtschaftlichkeit in Einklang gebracht werden.

   Schmelzstabilität und Sicherheitsvorteil:Verhindert das heftige Spritzen von geschmolzenem Stahl, das durch Kalziumdampf während der reinen Kalziumdrahtzuführung verursacht wird, verringert den Elektrodenverschleiß und verringert die Erosion der Ofenauskleidung, wodurch die Lebensdauer der Ausrüstung um über 30 % verlängert wird. Darüber hinaus ist der Drahtzuführungsprozess stabil, wobei der Temperaturabfall des geschmolzenen Stahls höchstens 8 Grad pro Minute beträgt, was deutlich niedriger ist als bei der Pulverinjektionsmethode (15–20 Grad pro Minute), wodurch stabile Schmelzprozesse gewährleistet werden.

   Vorteile bei der Zusammensetzungskontrolle und Ausbeute:Die präzise Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit (typischerweise 2-5 m/s) und der Vorschubgeschwindigkeit über den Drahtvorschubgerät ermöglicht eine Feinabstimmung der Stahlzusammensetzung, wodurch die Rückgewinnungsrate von Metallen und Seltenerdelementen um 5–10 % erhöht und die Schwankungsbreite der Zusammensetzung auf ±0,02 % reduziert wird, wodurch die strengen Anforderungen an die Präzision der Zusammensetzung in hochwertigen Stahlsorten erfüllt werden.

    Vorteile für Umwelt und Betrieb:Der Drahtzuführungsprozess ist gut-abgedichtet, ohne Staubemissionen oder schädliche Gasemissionen und erfüllt die Anforderungen der umweltfreundlichen Metallurgie. Die Investitionen in die Ausrüstung betragen nur 60 % im Vergleich zur Pulverinjektionsmethode und die Bedienung ist einfach, da nur 1–2 Personen pro Station erforderlich sind, wodurch die Arbeitskosten gesenkt werden.

IV. Kernmetallurgische Funktionen
    Hocheffiziente Desoxidation:Calcium hat eine viel höhere Affinität zu Sauerstoff als Aluminium und Mangan (bei 25 Grad beträgt die freie Bildungsenergie von Ca-O -604 kJ/mol und die von Al-O beträgt -1582 kJ/mol) und reagiert in geschmolzenem Stahl schnell zu CaO. Es kann sich auch mit Al₂O₃ verbinden, um Calciumaluminate mit niedrigem Schmelzpunkt (1200–1400 Grad) zu bilden, die leicht aufschwimmen und entladen werden. Industriedaten zufolge kann die Desoxidationsrate 31,1 % bis 60 % erreichen, wenn der Sauerstoffgehalt der Stahlschmelze vor der Drahtzuführung auf höchstens 80×10⁻⁶ geregelt wird, und der endgültige Sauerstoffgehalt der Stahlschmelze kann auf unter 20×10⁻⁶ gesenkt werden.

    Tiefentschwefelung:Calcium hat eine starke Affinität zu Schwefel und bildet CaS mit einem hohen Schmelzpunkt (2450 Grad). Die Löslichkeit von CaS in geschmolzenem Stahl bei 1500 Grad beträgt nur 0,0015 %, wodurch eine Entschwefelungseffizienz von 30 %-50 % erreicht wird. Insbesondere beim Schmelzen von Stahl mit extrem niedrigem Schwefelgehalt in Kombination mit der Behandlung der oberen Schlacke kann der Schwefelgehalt im Stahl stabil unter 5×10⁻⁶ gehalten werden, und eine Schwefelumkehr ist weniger wahrscheinlich.

    Einschlussänderung:Durch die Erhöhung des effektiven Kalziumgehalts im Stahl werden lange, spröde MnS-Einschlüsse in feine (weniger als oder gleich 5 μm) gleichmäßig verteilte CaS- oder CaS-MnS-Verbundphasen umgewandelt. Gleichzeitig werden Al₂O₃-Clustereinschlüsse in kugelförmige Calciumaluminate umgewandelt, wodurch die Anisotropie des Stahls verbessert, die Schlagzähigkeit um 20–30 % erhöht und die Ermüdungslebensdauer um mehr als 30 % verlängert wird.

   Verbesserte Spielbarkeit beim Casting:Modifizierte Einschlüsse lassen sich leichter aufschwimmen und entfernen, was die Wahrscheinlichkeit einer Düsenverstopfung verringert (von 30 % bei der Pulverinjektionsmethode auf unter 5 %), die Stranggießgeschwindigkeit um 10–15 % erhöht, Unfälle mit Gießunterbrechungen durch Düsenknötchen vermeidet und die Produktionseffizienz verbessert.

V. Anwendungsszenarien

   Hauptanwendungsgebiete der Stahlsorten:Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (z. B. IF-Stahl), Stahl mit niedrigem Siliziumgehalt, hochfester Bewehrungsstahl (HRB400 und höher), Lagerstahl, Rohrleitungsstahl usw., besonders geeignet für die Herstellung von reinem Stahl mit strengen Anforderungen an die Morphologie, Menge und Präzision der Zusammensetzung der Einschlüsse.

 Wichtige Schmelzprozesse:Pfannenraffinierung (LF-Ofen, RH-Ofen), Kalziumbehandlung vor dem Stranggießen; kann in Verbindung mit Kalzium--Silizium-Fülldraht und Aluminium-Fülldraht verwendet werden, um einen vollständigen Raffinierungsprozess der „Desoxidation-Entschwefelung-Einschlussmodifikation“ zu erreichen; Es kann auch zur Vorbehandlung von geschmolzenem Eisen und Sphäroguss verwendet werden, um die Gussleistung zu verbessern.

    Branchenanwendungstrends:Da sich die Stahlindustrie hin zu High-End- und umweltfreundlichen Technologien entwickelt, wird der Anteil der Produktion von schwefelarmem Stahl und sauberem Stahl von 35 % im Jahr 2020 auf 50 % im Jahr 2025 steigen. Die Marktnachfrage nach Kalzium-Eisen-Fülldraht wird voraussichtlich jährlich um durchschnittlich 8–10 % wachsen und sich zu einem wichtigen Hilfsmaterial für Stahlwerke entwickeln, um die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte zu verbessern.

VI. Vorsichtsmaßnahmen für den Gebrauch

Steuerung des Drahtvorschubprozesses:Um einen ausreichenden Kontakt und eine ausreichende Reaktion zwischen dem Kernmaterial und dem geschmolzenen Stahl sicherzustellen, ist das Rühren mit Argongas erforderlich (Rührintensität 0,5–1,0 m³/(min・t)). Die Drahteinzugstiefe sollte mindestens 2/3 der Höhe des geschmolzenen Stahls erreichen, um ein vorzeitiges Schmelzen des Kernmaterials in der Schlackenschicht zu verhindern, was die Kalziumverwertung beeinträchtigen würde.

   Kontrolle der Calciumzugabe:Die zugeführte Drahtmenge sollte auf der Grundlage des anfänglichen Schwefelgehalts ([S]₀) der Stahlschmelze berechnet werden. Typischerweise beträgt der Kalziumzusatz pro Tonne Stahl 0,2-0,5 kg. Eine übermäßige Kalziumzugabe kann leicht zu großen CaO-Einschlüssen führen, die sich negativ auf die Stahlqualität auswirken. Echtzeitanpassungen per Online-Zusammensetzungsüberwachung sind erforderlich.

   Lagerung und Transport:In einem trockenen, gut belüfteten Lagerhaus lagern, um Feuchtigkeitsaufnahme und Oxidation des Kernmaterials zu verhindern (Kalzium reagiert leicht mit Wasser unter Bildung von Ca(OH)₂, wodurch seine Aktivität verringert wird). Vermeiden Sie heftige Kollisionen während des Transports, um Schäden am Stahlband und Austreten von Kernpulver zu vermeiden.