Si-Ca-Fülldraht: Der Effizienzverstärker der Metallurgie

Fülldraht aus einer Calcium-Siliziumlegierung wird hergestellt, indem Pulver aus einer Calcium-Siliziumlegierung als Kernmaterial verwendet und mit einem dünnen Streifen aus kohlenstoffarmem Stahl umwickelt wird. Bei der Stahlherstellung wird dieser Fülldraht in die Pfanne geführt. Nachdem das äußere Stahlband in der Hochtemperatur-Stahlschmelze geschmolzen ist, kommt das Kalzium-{6}}Siliziumlegierungspulver im Inneren direkt mit der Stahlschmelze in Kontakt und unterliegt einer metallurgischen Reaktion. In Kombination mit dem Argonrühren erreicht dieser Prozess effizient Desoxidation, Entschwefelung und Entfernung von Einschlüssen in der Stahlschmelze und optimiert so die Gesamtqualität und Leistung des Stahls erheblich.

I. Produktdefinition und Grundzusammensetzung

1. Definition: Fülldraht aus einer Calcium-Silizium-Silizium-Legierung ist ein Verbunddraht, der durch Umwickeln von Calcium-Silizium-Legierungspulver mit einem kohlenstoffarmen dünnen Stahlband mithilfe einer Kernwickelmaschine hergestellt wird. Es ist ein Schlüsselmaterial im Pfannenraffinationsprozess der modernen Stahlschmelze und außerdem ein hocheffizientes Desoxidationsmittel und Entschwefelungsmittel, das häufig bei der Produktion von hochwertigem Stahl und Spezialstahl eingesetzt wird.

2. Zusammensetzung: Der Kern ist ein Pulverkern aus einer Kalzium-Silizium-Legierung und die äußere Schicht ist ein dünnes Stahlband. Es wird mit speziellen Geräten verarbeitet und geformt, um eine stabile Reaktion des Kernmaterials mit geschmolzenem Stahl während des Schmelzprozesses sicherzustellen.

II. Kernmetallurgische Funktionen

1. Hocheffiziente Desoxidation: Ca in Silizium--Kalziumlegierungen ist ein starkes Desoxidationsmittel, das CaO in geschmolzenem Stahl erzeugt. Dieses CaO reagiert dann mit Al₂O₃ im Stahl und bildet Calciumaluminat mit niedrigem -Schmelzpunkt- (1200-1400 Grad), das leicht flotiert und entfernt werden kann. Bei der Anwendung auf Q345B-Stahl ist die Desoxidationseffizienz 20-25 % höher als die von Silizium-Aluminium-Barium-Legierungen, und der Sauerstoffgehalt im Stahl kann auf unter 20 ppm gesenkt werden.

2. Tiefentschwefelung: Ca hat eine sehr starke Affinität zu S und erzeugt CaS mit einem hohen -Schmelzpunkt-(2450 Grad). Darüber hinaus beträgt die Löslichkeit von CaS in geschmolzenem Stahl bei 1500 Grad nur 0,0015 %, was zu einer Entschwefelungseffizienz von 40–50 % führt und den Schwefelgehalt im Stahl effektiv reduziert.

3. Einschlussmodifikation: Spröde Al₂O₃-Einschlüsse im Stahl werden in hochduktile Calciumaluminate umgewandelt. Beispielsweise kann dadurch in Lagerstahl die Einschlussgröße von 20 μm auf unter 5 μm verkleinert werden, wodurch sich die Ermüdungslebensdauer des Stahls um mehr als 30 % erhöht.

4. Verbesserte Stahleigenschaften: Dies verbessert die Fließfähigkeit und Gießbarkeit von geschmolzenem Stahl, reduziert Hindernisse während des Schmelzprozesses und verbessert gleichzeitig die Plastizität und Schlagzähigkeit des Stahls sowie die Gieß- und Bearbeitungsleistung.

III. Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren

1. Hohe Elementrückgewinnung: Die Drahtzuführungsmethode ermöglicht eine direkte Reaktion des Drahtes tief in der Stahlschmelze und verhindert so vorzeitige Oxidation und Kalziumverlust in der Schlackenschicht. Dies verbessert die Kalziumrückgewinnung deutlich und übertrifft die Ausbeute bei direkter Zugabe von Silizium-Kalziumlegierungen in großen Mengen (die herkömmliche Kalziumrückgewinnung in Massenlegierungen beträgt nur 1–3 %).

2. Minimale Störung der Stahlschmelze: Im Vergleich zur Massenzugabe von Legierungen und Pulverinjektionsverfahren reduziert diese Methode Stahlspritzer und Lufteinlass und sorgt so für einen stabilen Schmelzprozess.

3. Bessere Kontrolle des Temperaturabfalls: Nach der Implementierung beträgt der Temperaturabfall im geschmolzenen Stahl nur 5–7 Grad pro Minute, 3–6 Mal niedriger als bei herkömmlichen Methoden, was dazu beiträgt, die erforderliche Temperatur für den geschmolzenen Stahl aufrechtzuerhalten.

4. Präzise Einstellung der Zusammensetzung: Die Zufuhrmenge kann entsprechend dem Gehalt an Elementen wie Aluminium und Schwefel in der Stahlschmelze präzise gesteuert werden, was eine Feinabstimmung der chemischen Zusammensetzung ermöglicht, um den strengen Zusammensetzungsanforderungen hochwertiger Stahlsorten gerecht zu werden.

5. Wirtschaftlich und umweltfreundlich: Diese Methode reduziert die Anlageninvestitionen und Betriebskosten, minimiert Legierungsverluste, verbessert die Elementausnutzung und der Drahtzuführungsprozess ist gut-abgedichtet, wodurch Staub- und Rauchgasemissionen reduziert werden und die Anforderungen einer umweltfreundlichen Produktion erfüllt werden.

6. Verbesserte Schmelzeffizienz: Es kann die Schmelzzeit verkürzen, die Stahlqualifikationsrate erhöhen und Unternehmen dabei helfen, die Produktionseffizienz zu verbessern.

IV. Anwendungsszenarien

1. Wird hauptsächlich in der Stahl- und Gusseisenproduktion verwendet und spielt eine unersetzliche Rolle, insbesondere bei der Herstellung von schwefelarmem Stahl, sauberem Stahl, hochfestem Stahl und Speziallegierungsstahl.

2. Kann die endgültige Desoxidation von Aluminium vollständig ersetzen, ist an Pfannenraffinierung, Strangguss und andere Prozesse anpassbar und erfüllt die Anforderungen der Entwicklung der Stahlindustrie hin zu High-End- und umweltfreundlichen Technologien.