कैल्शियम सिलिकॉन मिश्र धातुये मुख्य रूप से कैल्शियम (Ca) और सिलिकॉन (Si) से बने होते हैं, जिनमें बेरियम और एल्यूमीनियम जैसे कुछ तत्व होते हैं, जो विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उनकी अनुकूलन क्षमता का समर्थन करते हैं:
रचना सीमा:सीए 28%-35%, एसआई 55%-65%, अशुद्धियाँ अल 2.0% से कम या उसके बराबर, एस 0.04% से कम या उसके बराबर, पी 0.04% से कम या उसके बराबर
भौतिक गुण:गलनांक 1250-1350 डिग्री, घनत्व 2.5-2.8 ग्राम/सेमी³, गांठ (5-30 मिमी) या दानेदार (1-10 मिमी) रूप में, उच्च तापमान पर मजबूत रासायनिक गतिविधि प्रदर्शित करता है।
मूलभूत प्रकार्य:डीसल्फराइजेशन, डीऑक्सीडेशन, मिश्रधातु और अनाज शोधन को एकीकृत करते हुए, यह धातुकर्म उद्योग में एक "बहु-कार्यात्मक मिश्रित एजेंट" है।
सिलिकॉन कैल्शियम मिश्र धातु के मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य
(1) इस्पात निर्माण उद्योग: डीसल्फराइजेशन, डीऑक्सीडेशन और मिश्र धातु के लिए मुख्य कच्चा माल
सिलिकॉनकैल्शियम मिश्र धातु इस्पात निर्माण उद्योग में एक उच्च दक्षता वाली मिश्रित कार्यात्मक सामग्री है, जो विशेष रूप से उच्च अंत स्टील और अल्ट्रा {{2} कम सल्फर स्टील के उत्पादन के लिए उपयुक्त है। इसके मुख्य अनुप्रयोग इस प्रकार हैं:
गहरा डिसल्फराइजेशन:
कार्रवाई की प्रणाली:कैल्शियम बेहद कम मुक्त ऊर्जा के साथ सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे उच्च तापमान पर स्वचालित रूप से CaS (पिघलने बिंदु 2450 डिग्री, पिघले हुए स्टील में लगभग अघुलनशील) उत्पन्न होता है। सिलिकॉन एक साथ डीऑक्सीडाइज़ करता है और प्रतिक्रिया वातावरण को अनुकूलित करता है (अंग्रेजी: Ca + S → CaS, Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe);
मात्रात्मक प्रभाव:0.1%-0.5% जोड़ने से पिघले हुए स्टील की सल्फर सामग्री को 0.05%-0.08% से घटाकर 0.01% (अल्ट्रा-लो सल्फर स्टील मानक) से कम किया जा सकता है, जिससे 80%-95% की डीसल्फराइजेशन दर प्राप्त हो सकती है;
उपयुक्त परिदृश्य: सल्फर सामग्री के प्रति संवेदनशील उच्च श्रेणी के स्टील ग्रेड, जैसे बेयरिंग स्टील, स्प्रिंग स्टील और स्टेनलेस स्टील।
उच्च-दक्षता डीऑक्सीडेशन:
कार्रवाई की प्रणाली:एल्युमीनियम और सिलिकॉन की तुलना में कैल्शियम में डीऑक्सीडाइजिंग क्षमता अधिक होती है। यह CaO बनाने के लिए पिघले हुए स्टील में ऑक्सीजन और ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, और Al₂O₃ समावेशन को भी कम कर सकता है (कम -पिघलने-बिंदु CaO・Al₂O₃ बनाता है), जिन्हें प्लवन द्वारा आसानी से हटा दिया जाता है।
मात्रात्मक प्रभाव:0.2%-0.3% जोड़ने पर, पिघले हुए स्टील में ऑक्सीजन की मात्रा 80-100पीपीएम से घटकर 20-30पीपीएम हो जाती है, ऑक्साइड समावेशन की कुल मात्रा 60%-70% कम हो जाती है, और स्टील बिलेट्स की सतह दोष दर 1.2% से घटकर 0.3% हो जाती है।
उपयुक्त परिदृश्य:कम {{0}मिश्र धातु उच्च {{1}शक्ति वाले स्टील और इलेक्ट्रिकल सिलिकॉन स्टील का उत्पादन, स्टील के प्रसंस्करण प्रदर्शन और सेवा जीवन में सुधार।
मिश्रधातु और प्रदर्शन में वृद्धि:
कार्रवाई की प्रणाली: कैल्शियम और सिलिकॉन परमाणु फेराइट जाली में शामिल हो जाते हैं, जिससे जाली में विकृति आती है, अव्यवस्था की गति में बाधा आती है और अनाज का आकार परिष्कृत होता है;
मात्रात्मक प्रभाव:कम-मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील में 0.1% - 0.2% फेरो सिलिकॉन कैल्शियम मिश्र धातु जोड़ने से तन्य शक्ति 10% -15% और प्रभाव क्रूरता (-20 डिग्री) 20% -30% बढ़ जाती है, जिससे यह इंजीनियरिंग मशीनरी और ब्रिज स्टील के लिए उपयुक्त हो जाता है;
(2) फाउंड्री उद्योग: इनोकुलेंट और गोलाकार एजेंट कोर घटक
कास्टिंग संरचना और यांत्रिक गुणों की एकरूपता में सुधार के लिए SiCa मिश्र धातु का उपयोग मुख्य रूप से ग्रे कास्ट आयरन और डक्टाइल आयरन के उत्पादन में किया जाता है:
इनोकुलेंट अनुप्रयोग:
कार्रवाई की प्रणाली:ग्रेफाइटाइजेशन वर्षा को बढ़ावा देता है, ग्रेफाइट अनाज और मैट्रिक्स संरचना को परिष्कृत करता है, और सफेद कच्चा लोहा प्रवृत्ति से बचाता है;
मात्रात्मक प्रभाव:0.1%-0.3% दानेदार फेरो कैल्शियम सिलिकॉन मिश्र धातु (1-3 मिमी) (ग्रे कास्ट आयरन) जोड़ने से कास्टिंग की तन्य शक्ति 200MPa से 280MPa तक बढ़ जाती है और प्रभाव कठोरता में सुधार होता है . 133%, स्क्रैप दर 8% से घटकर 3% हो जाती है; इनके लिए उपयुक्त: सटीक कास्टिंग जैसे इंजन ब्लॉक और मशीन टूल बेड।
गोलाकार एजेंट घटक:
कार्रवाई की प्रणाली:मैग्नीशियम और दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (जैसे) के संयोजन में उपयोग किया जाता हैसिलिकॉन कैल्शियम बेरियम मिश्र धातु) गोलाकार आकृतियों में ग्रेफाइट क्रिस्टलीकरण को बढ़ावा देना, लचीले लोहे की कठोरता और ताकत में सुधार करना;
प्रभाव:गोलाकारीकरण दर 90% से अधिक तक पहुंच सकती है, नमनीय लौह तन्य शक्ति 450 एमपीए से अधिक या उसके बराबर, बढ़ाव 10% से अधिक या उसके बराबर, ऑटोमोटिव क्रैंकशाफ्ट और गियर जैसे भार वहन करने वाले भागों के लिए उपयुक्त;
लाभ:एकल मैग्नीशियम गोलाकार एजेंटों की तुलना में, कैल्शियमसिलिकॉन मिश्र धातु मैग्नीशियम जलने की दर को 15% -20% तक कम कर सकते हैं, जिससे उत्पादन लागत कम हो जाती है।
(3) फेरोलॉय उत्पादन: उच्च दक्षता कम करने और परिष्कृत करने वाला एजेंट
CaSi मिश्र धातुएं, अपने मजबूत अपचायक गुणों और कम कार्बन सामग्री (0.1% से कम या उसके बराबर) के कारण, कम -कार्बन फेरोलॉय के उत्पादन के लिए आदर्श कम करने वाले एजेंट हैं।
मुख्य अनुप्रयोग:
कार्रवाई की प्रणाली:कार्बन संवर्धन से बचते हुए कम कार्बन फेरोवैनेडियम, फेरोटेटेनियम, फेरोनिओबियम आदि तैयार करने के लिए वैनेडियम, टाइटेनियम, नाइओबियम आदि के ऑक्साइड को कम करता है;
उपयुक्त परिदृश्य:उच्च अंत लौह मिश्र धातु उत्पादन, एयरोस्पेस और इलेक्ट्रॉनिक सामग्री क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।
शोधन कार्य:फेरोअलॉय से सल्फर और फॉस्फोरस जैसी अशुद्धियों को हटाता है, जिससे उत्पाद की शुद्धता में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, उच्च शुद्धता वाले फेरोमैंगनीज का उत्पादन करते समय, कैल्शियम सिलिकॉन मिश्र धातु जोड़ने से सल्फर सामग्री 0.05% से 0.01% तक कम हो जाती है, जिससे उच्च अंत स्टील गलाने की आवश्यकताएं पूरी हो जाती हैं।
(4) अन्य अनुप्रयोग परिदृश्य
अलौह धातु प्रगलन:एल्यूमीनियम और तांबे मिश्र धातुओं के लिए एक शोधन एजेंट के रूप में, यह ऑक्सीजन और सल्फर अशुद्धियों को हटाता है, धातु की शुद्धता और तरलता में सुधार करता है; 0.3%-0.5% की वृद्धि के साथ, एल्यूमीनियम मिश्र धातु की ऑक्सीजन सामग्री 50-80पीपीएम से घटकर 20-30पीपीएम हो जाती है, जिससे कास्टिंग की सरंध्रता दोष दर 70% कम हो जाती है; उपयुक्त परिदृश्य: एयरोस्पेस एल्यूमीनियम मिश्र धातु और सटीक तांबा मिश्र धातु उत्पादन।
वेल्डिंग सामग्री:वेल्डिंग छड़ों और फ्लक्स कोटिंग्स के लिए कच्चे माल के रूप में, 20% -30% के अतिरिक्त के साथ, यह वेल्डिंग के दौरान डीऑक्सीडाइज़ और डीसल्फराइज़ करता है, जिससे वेल्ड ताकत और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है; वेल्ड तन्य शक्ति 400 एमपीए से अधिक या उसके बराबर, और नमक स्प्रे संक्षारण प्रतिरोध समय 2 गुना बढ़ाया गया; उपयुक्त परिदृश्य: निर्माण और मशीनरी वेल्डिंग।
CaSi मिश्र धातुओं के विभिन्न ग्रेडों का अनुप्रयोग अनुकूलन और चयन तर्क
(1) कोर ग्रेड और अनुप्रयोग अनुकूलन तालिका
| सिलिकॉन कैल्शियम मिश्र धातु ग्रेड | मुख्य घटक (Ca/Si) | मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य | अनुशंसित जोड़ |
| CaSi3060 | 30%/60% | पारंपरिक इस्पात निर्माण में डीऑक्सीडेशन, कम {{0}मिश्र धातु कास्टिंग का टीकाकरण | 0.1%-0.2% (इस्पात निर्माण), 0.1%-0.3% (कास्टिंग) |
| CaSi3262 | 32%/62% | उच्च-स्तरीय इस्पात निर्माण में डीसल्फराइजेशन, सटीक ढलाई में गोलाकारीकरण | 0.2%-0.5%(इस्पात निर्माण),0.2%-0.4%(कास्टिंग) |
| CaSi3560 | 35%/60% | अल्ट्रा - कम सल्फर स्टील का शोधन, फेरोलॉय उत्पादन में एजेंटों को कम करना | 0.3%-0.5%(इस्पात निर्माण),1.2-1.5 टन/टन मिश्र धातु(फेरो मिश्र धातु) |
टिप्पणी:
कई अनुप्रयोग विफलताएँ अपर्याप्त Ca/Si सामग्री के बजाय अनियंत्रित अशुद्धियों के कारण होती हैं। एल्युमीनियम, फॉस्फोरस और सल्फर तीन महत्वपूर्ण तत्व हैं जो अंतिम उत्पाद की योग्यता निर्धारित करते हैं।
एल्यूमिनियम (अल):अतिरिक्त एल्यूमीनियम कठोर, कोणीय एल्यूमिना समावेशन बनाता है जिसे संशोधित नहीं किया जा सकता है, जिससे स्टील की सतह पर खरोंच, रोलिंग दरारें और कम लचीलापन होता है। उच्च अंत ऑटोमोटिव स्टील, पाइपलाइन स्टील और डक्टाइल आयरन को सख्ती से कम अल CaSi (1.5% से कम या उसके बराबर) की आवश्यकता होती है।
फास्फोरस (पी):फॉस्फोरस शीत भंगुरता का कारण बनता है। उच्च अवशिष्ट फॉस्फोरस कम तापमान की कठोरता को कम करता है, जिससे कोल्ड रोलिंग और कम तापमान सेवा के दौरान आसानी से फ्रैक्चर हो जाता है। एपीआई स्टील और प्रेशर वेसल स्टील के लिए लो पी स्पेसिफिकेशन अनिवार्य है।
सल्फर (एस):उच्च सल्फर सामग्री CaSi डिसल्फराइजेशन प्रभाव को खत्म कर देती है और हानिकारक सल्फाइड समावेशन पैदा करती है, जिससे कास्टिंग सरंध्रता बढ़ती है और वेल्डेबिलिटी कम हो जाती है। प्रीमियम फाउंड्री उत्पादन के लिए अल्ट्रा लो सल्फर CaSi सामग्री की आवश्यकता होती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
Q1: स्टीलमेकिंग ग्रेड और फाउंड्री ग्रेड CaSi के बीच क्या अंतर है?
ए: स्टीलमेकिंग CaSi कम अशुद्धियों और गहरे डीसल्फराइजेशन/डीऑक्सीडेशन पर केंद्रित है। फाउंड्री CaSi टीकाकरण और ग्रेफाइट शोधन को प्राथमिकता देती है। आकार और एल्यूमीनियम सामग्री मानक पूरी तरह से अलग हैं।
Q2: क्या कैल्शियम सिलिकॉन ऑक्सीजन और सल्फर को एक साथ हटा सकता है?
उत्तर: हाँ. सिलिकॉन प्राथमिक डीऑक्सीडेशन करता है, जबकि कैल्शियम गहरा डीऑक्सीडेशन और डीसल्फराइजेशन पूरा करता है। सर्वोत्तम परिणामों के लिए उचित सरगर्मी और स्लैग हटाने की आवश्यकता होती है।
Q3: उच्च स्तरीय इस्पात परियोजनाओं को कम एल्युमीनियम CaSi की आवश्यकता क्यों होती है?
ए: अतिरिक्त एल्यूमीनियम कठोर एल्यूमिना समावेशन का उत्पादन करता है जिसे गोलाकार नहीं किया जा सकता है, जिससे स्वच्छ स्टील और ऑटोमोटिव स्टील में स्थायी गुणवत्ता दोष पैदा होता है।
Q4: क्या CaSi तन्य लौह गोलाकारीकरण के लिए मैग्नीशियम की जगह ले सकता है?
उत्तर: नहीं। CaSi एक सहायक संशोधक के रूप में कार्य करता है। उच्च गोलाकारीकरण दर प्राप्त करने के लिए इसे मैग्नीशियम या दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ सहयोग करना चाहिए।
Q5: विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए CaSi आकार कैसे चुनें?
ए: एलएफ वायर फीडिंग: 1-5 मिमी; ईएएफ/बीओएफ टैपिंग: 5-30 मिमी; पिघला हुआ लौह पूर्व उपचार: 5-15 मिमी; कच्चा लोहा टीकाकरण: 0.5-1.5 मिमी।
