करछुल शोधन प्रक्रियाओं में,कैल्शियम सिलिकॉन मिश्रसबसे महत्वपूर्ण मिश्रित योजकों में से एक हैं। वे एक साथ तीन प्रमुख कार्य करते हैं: डीऑक्सीडेशन, डीसल्फराइजेशन, और समावेशन संशोधन, जिससे वे उच्च गुणवत्ता वाले स्वच्छ स्टील के उत्पादन के लिए एक अनिवार्य सामग्री बन जाते हैं।
हालाँकि, सिलिकॉन कैल्शियम मिश्र धातु के समान ग्रेड के साथ भी, विभिन्न बैचों के बीच उपचार प्रभावों में महत्वपूर्ण अंतर मौजूद हो सकता है। इस अंतर का मूल कारण अक्सर ऑपरेटिंग प्रक्रिया में भिन्नता में नहीं, बल्कि स्वयं CaSi मिश्र धातु की संरचनागत स्थिरता में होता है, विशेष रूप से कैल्शियम और सिलिकॉन सामग्री में उतार-चढ़ाव। कैल्शियम सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील डीऑक्सीडाइजिंग तत्व है, और इसकी सामग्री में छोटे परिवर्तन भी स्टील उपचार प्रभावों में महत्वपूर्ण परिवर्तन का कारण बन सकते हैं।
सिका मिश्र धातुओं के दोहरे लाभ कैल्शियम और सिलिकॉन के सहक्रियात्मक प्रभाव से आते हैं, जिनमें से प्रत्येक का कार्य पर अपना जोर होता है:
| तत्वों | मूलभूत प्रकार्य | कार्रवाई की प्रणाली |
| कैल्शियम (Ca) | मजबूत डीऑक्सीडेशन, डीसल्फराइजेशन, और समावेशन विकृतीकरण | इसमें ऑक्सीजन और सल्फर के लिए एक मजबूत आकर्षण है, जो CaO और CaS बनाता है, इस प्रकार Al₂O₃ को कम {{0} पिघलने - बिंदु कैल्शियम एल्यूमिनेट में परिवर्तित करता है। |
| सिलिकॉन (Si) | बुनियादी डीऑक्सीडेशन और वाहक तत्व प्रसंस्करण | यह पहले प्रारंभिक डीऑक्सीडेशन करता है, साथ ही कैल्शियम के वाष्प दबाव को कम करता है, जिससे कैल्शियम की उपज बढ़ जाती है। |
कैल्शियम सिलिकॉन मिश्र धातु में कैल्शियम
1. डीऑक्सीडेशन क्षमता: कैल्शियम सामग्री और डीऑक्सीडेशन दक्षता के बीच मात्रात्मक संबंध
कैल्शियम की डीऑक्सीडेशन क्षमता सिलिकॉन की तुलना में कहीं बेहतर है। अध्ययनों से पता चला है कि कैल्शियम की ऑक्सीजन बन्धुता सिलिकॉन की तुलना में लगभग 30% अधिक है। कैल्शियम सामग्री सीधे मिश्र धातु की डीऑक्सीडेशन दक्षता निर्धारित करती है।
| कैल्शियम सामग्री के प्रकार | दायरा | डीऑक्सीजनेशन विशेषताएँ | लागू परिदृश्य |
| उच्च कैल्शियम प्रकार |
सीए 31% से अधिक या उसके बराबर |
मजबूत डीऑक्सीडेशन क्षमता, पिघले हुए स्टील की ऑक्सीजन सामग्री को तेजी से कम करना और कम -पिघलना{{1}बिंदु कैल्शियम एल्यूमिनेट समावेशन बनाना। | उच्च -शुद्धता वाला स्टील, ऑटोमोटिव स्टील, बेयरिंग स्टील |
| मध्यम कैल्शियम प्रकार |
सीए 24%-28% |
मध्यम डीऑक्सीडेशन क्षमता, अच्छा समग्र प्रदर्शन। | पारंपरिक उच्च गुणवत्ता वाला स्टील, संरचनात्मक स्टील |
| कम कैल्शियम प्रकार |
सीए 20% से कम या उसके बराबर |
सीमित डीऑक्सीडेशन क्षमता, मुख्य रूप से सहायक सिलिकॉन डीऑक्सीडेशन एजेंट के रूप में उपयोग की जाती है। | साधारण इस्पात, कच्चा लोहा |
2. समावेशन संशोधन प्रभाव
सिलिकॉन कैल्शियम मिश्रधातुओं के मुख्य मूल्यों में से एक है उच्च {{0} पिघलने {{1} बिंदु Al₂O₃ समावेशन को कम {{2} पिघलने {{3} बिंदु कैल्शियम एलुमिनेट्स में संशोधित करना, जिससे पिघले हुए स्टील की तरलता और स्टील के गुणों में सुधार होता है।
| सीए/सी अनुपात | समावेशन आकृति विज्ञान | उपचार के परिणाम | स्प्रू पर गांठ बनने का खतरा |
| < 0.5 (insufficient calcium) | उच्च-पिघलना-बिंदु Al₂O₃ समावेशन (पिघलना बिंदु 2050 डिग्री) | अपूर्ण विकृतीकरण; समावेशन ठोस रहता है। | भारी जोखिम |
|
0.5-0.8 |
आंशिक रूप से संशोधित | मध्यम परिणाम; उतार-चढ़ाव देखा गया. | मध्यम जोखिम |
| 0.8 से अधिक या उसके बराबर (पर्याप्त कैल्शियम) | तरल कैल्शियम एलुमिनेट (कम गलनांक) | समावेशन पूरी तरह से विकृत; आसानी से तैरता और हटाया जाता है। | कम जोखिम |
3. अत्यधिक कैल्शियम सामग्री के नकारात्मक प्रभाव
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अधिक कैल्शियम आवश्यक रूप से बेहतर नहीं है। अत्यधिक कैल्शियम सामग्री नई समस्याओं को जन्म दे सकती है:
| समस्या के प्रकार | विशिष्ट अभिव्यक्तियाँ | तंत्र स्पष्टीकरण |
| क्वथनांक सीमा | कैल्शियम का क्वथनांक केवल 1484 डिग्री है, जो पिघले हुए स्टील के तापमान से कम है। | अतिरिक्त कैल्शियम तेजी से वाष्पीकृत हो जाएगा, जिससे पिघला हुआ स्टील बिखर जाएगा। |
| उपज में कमी | थोक मिश्र धातुओं में कैल्शियम की उपज केवल 20% -30% है। | कैल्शियम वाष्प के रूप में निकल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कम उपयोग होता है। |
| धीमा विघटन | उच्च -कैल्शियम मिश्रधातुओं का गलनांक बढ़ जाता है (1100 डिग्री →1300 डिग्री)। | पूर्ण विघटन का समय 3-5 मिनट से बढ़ाकर 8-10 मिनट कर दिया गया है। |
| संसाधनों की बर्बादी | उच्च -वैलेंस कैल्शियम तत्वों का नुकसान। | आर्थिक दक्षता घट जाती है. |
प्रक्रिया अनुशंसा:का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती हैकोरयुक्त तारब्लॉक मिश्र धातु के सीधे इनपुट के बजाय फीडिंग प्रक्रिया, जो कैल्शियम रिकवरी दर को 20% -30% से 40% -50% तक बढ़ा सकती है।
CaSi मिश्र धातुओं में सिलिकॉन
1. सिलिकॉन का "वाहक" कार्य
सिलिकॉन में सिलिकॉन {{0}कैल्शियम मिश्रधातु न केवल मूल डीऑक्सीडेशन करता है, बल्कि कैल्शियम के लिए "वाहक" के रूप में कार्य करते हुए एक महत्वपूर्ण भूमिका भी निभाता है। पिघले हुए स्टील के तापमान पर शुद्ध कैल्शियम का वाष्प दबाव अत्यधिक उच्च होता है, जिससे इसे प्रभावी ढंग से जोड़ना मुश्किल हो जाता है; हालाँकि, सिलिकॉन के साथ मिश्र धातु बनाने के बाद, कैल्शियम की गतिविधि कम हो जाती है, जिससे यह पिघले हुए स्टील में स्थिर रूप से घुल जाता है और अपना डीऑक्सीडाइजिंग प्रभाव डालता है।
2. इस्पात उपचार प्रभावों पर Ca/Si अनुपात का व्यापक प्रभाव
कैल्शियम और सिलिकॉन को एक सहक्रियात्मक प्रणाली के रूप में देखते हुए, उनका अनुपात (Ca/Si) किसी एक तत्व की सामग्री की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण प्रक्रिया पैरामीटर है:
| सीए/सी अनुपात सीमा | डीऑक्सीजनेशन प्रभाव | समावेशन नियंत्रण | निरंतर कास्टिंग प्रदर्शन | इस्पात की गुणवत्ता |
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< 0.4 (Severe calcium deficiency) |
गरीब | Al₂O₃ समावेशन: असंक्रमित | गंभीर नोजल क्लॉगिंग | महत्वपूर्ण अनिसोट्रॉपी |
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0.4-0.6 (अपर्याप्त कैल्शियम) |
औसत | आंशिक रूप से विकृत | रुक-रुक कर रुकावट होना | बड़े प्रदर्शन में उतार-चढ़ाव |
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0.6-0.8 (अच्छा) |
अच्छा | पूरी तरह विकृत | मूलतः स्थिर | स्थिर प्रदर्शन |
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0.8-1.0 (इष्टतम) |
उत्कृष्ट | पूरी तरह से तरलीकृत | सुचारू संचालन | उत्कृष्ट गुणवत्ता |
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>1.0 (कैल्शियम की अधिकता) |
बहुत बढ़िया लेकिन बेकार | स्थिर प्रभाव | सुचारू संचालन लेकिन उच्च लागत | अच्छी गुणवत्ता लेकिन ख़राब आर्थिक दक्षता |
इस्पात बनाने वाली कंपनियों के लिए, स्थिर संरचना वाले कैल्शियम सिलिकॉन मिश्र धातुओं के आपूर्तिकर्ता का चयन करना न केवल एक खरीद निर्णय है बल्कि गुणवत्ता नियंत्रण में एक रणनीतिक निवेश भी है। केवल जब सिलिकॉन मिश्र धातु के प्रत्येक बैच की कैल्शियम और सिलिकॉन सामग्री लक्ष्य सीमा के भीतर स्थिर रहती है, तो प्रक्रिया इंजीनियर एक विश्वसनीय प्रक्रिया मॉडल स्थापित कर सकते हैं, जिससे पूर्वानुमानित, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और अनुकूलन योग्य स्टील उपचार परिणाम सक्षम हो सकते हैं।
