De ce oțelul este dezoxidat la sfârșitul căldurii
Oxigenul dizolvat în oțelul lichid este sursa majorității defectelor care apar mai târziu într-o turnare. În timpul fabricării oțelului, topitura este oxidată în mod deliberat pentru a îndepărta carbonul și alte elemente nedorite, astfel încât etapa finală a căldurii trebuie să inverseze această condiție: oxigenul dizolvat este legat într-un oxid solid care poate fi îndepărtat înainte ca oțelul să se solidifice. Dacă este lăsat în soluție, reacţionează din nou în timpul solidificării, iar produsele rămân în lingou sau fir sub formă de incluziuni, suflare și defecte de suprafață.
Dezoxidarea este, prin urmare, o etapă chimică controlată, nu o clătire. Dezoxidantul trebuie să aibă o afinitate mare pentru oxigen, oxidul său trebuie să poată pluti din topitură, iar excesul de element adăugat trebuie să fie acceptabil în oțelul finit. Ferosiliciul îndeplinește toate cele trei condiții pentru siliciu, motiv pentru care adaosurile de lagăre de siliciu-sunt utilizate în aproape toate rutele de fabricare a oțelului.
Ferosilicon 45: Compoziție și poziție în interval
Ferosiliciul 45, scris FeSi45, este membrul de mai jos-siliciu al familiei de ferosiliciu, cu un interval de siliciu de 40,0 până la 47,0 la sută. Este folosit ca dezoxidant și ca agent de aliere și concurează cu clasele superioare din punct de vedere economic, mai degrabă decât din punct de vedere al performanței: un aliaj mai ieftin, care conține mai puțin siliciu, comandat în cazul în care adaosul de siliciu poate fi mai mare, fără a împinge oțelul din specificație și în care aluminiul rezidual mai mare, tipic pentru clasele cu -siliciu scăzute, poate fi tolerat.
| Model | Si (%) | Mn (%) max | Cr (%) max | P (%) max | S (%) max | Al, Ca, C |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FeSi45 | 40.0 - 47.0 | 0.70 | 0.50 | 0.04 | 0.02 | Rezidual; limite specifice convenite prin specificație |
Dimensiunile sunt furnizate ca fracții zdrobite, mai degrabă decât ca rulare-de-blocuri de cuptor, deoarece metoda de adăugare decide cât de repede trebuie să se dizolve aliajul.
0-3 mm: material fin pentru adăugarea oalelor și pentru injectarea cu sârmă, care se dizolvă aproape imediat
3-10 mm: fracțiune intermediară pentru tăierea oală și adăugare continuă
10-50 mm: bulgăre de uz general pentru stațiile de încărcare
50-100 mm: bulgăre grosieră pentru adăugiri mai mari unde timpul de dizolvare nu este critic
Ambalajul standard este un sac de 25 kg sau un sac jumbo de 1 mt, cu dimensiunea și ambalajul produse la cerințele cumpărătorului, mai degrabă decât dintr-un catalog fix.
Deoxidare prin precipitare și difuzie cu siliciu
Siliciul are o afinitate puternică pentru oxigen, iar combinația este folosită în două moduri. În dezoxidarea prin precipitare, deoxidantul este adăugat direct în topitură, iar siliciul se combină cu oxigenul dizolvat pentru a forma particule de silice care trebuie apoi să crească și să plutească în zgură. În dezoxidarea prin difuzie, oxigenul nu este atacat în oțel în sine: este condus într-o zgură reducătoare care menține conținutul de oxigen scăzut, iar adaosul de lagăr de siliciu- ajută la menținerea acelei zguri într-o stare reactivă.
Particulele produse prin precipitare sunt detaliul critic. Siliciul mic, fin dispersat, rămâne în suspensie și ajunge în produs, în timp ce particulele care cresc și cresc sunt absorbite de zgură, astfel încât practica de adăugare este concepută pentru a încuraja creșterea și flotația. Practica producției de oțel combină, prin urmare, ambele mecanisme: un adaos puternic de precipitare pentru a ucide rapid topitura, urmat de un regim de zgură care continuă să scadă conținutul de oxigen în timp ce căldura este transferată și turnată.
Ce face siliciul oțelului dincolo de deoxidare
Siliciul rămas în oțel este un element de aliere în sine. Adăugarea unei cantități controlate de siliciu crește rezistența, duritatea și elasticitatea oțelului, motiv pentru care același adaos care protejează căldura de oxigen poate face, de asemenea, parte din specificațiile pentru gradul finit. Siliciul crește rezistivitatea electrică și stabilizează ferita, astfel încât apare în oțelurile siliconice, oțelurile pentru arc și tipurile de turnare cu niveluri intenționate de siliciu.
Distincția care contează în producție este între siliciul necesar pentru a elimina oxigenul și siliciul specificat în analiza finală. Se alege un dezoxidant astfel încât reziduul după dezoxidare să ajungă în interiorul ferestrei necesare; dacă topitura are nevoie de mai mult siliciu decât necesită dezoxidarea, surplusul este adăugat ca o etapă de aliere, iar dacă siliciul de dezoxidare singur ar depăși limita, se alege un grad cu un conținut diferit de siliciu.
Controlul calității: teste repetate și spectrometrie
Deoarece un deoxidant este judecat după cantitatea mică de element rezidual pe care o lasă în urmă, propria sa analiză trebuie să fie de încredere. Comenzile de Ferosilicon 45 sunt în mod normal verificate de mai mult de patru ori de la materia primă la produsul finit, acoperind materialele de încărcare primite, procesul de topire și lotul ambalat, fiecare verificare efectuată prin spectrometrie și analiză chimică, mai degrabă decât printr-o inspecție vizuală a fracturii.
Spectrometria cu fluorescență cu raze X-este instrumentul obișnuit. Razele X-excita proba și fiecare element emite energie caracteristică și linii de lungime de undă a căror intensitate este convertită de software într-o compoziție chimică completă, astfel încât un singur test raportează întregul element setat în aproximativ cinci minute. Metoda este mai degrabă fizică decât chimică, deci nu reacționează și nu consumă eșantionul, ceea ce permite reținerea aceleiași probe și re-testarea ulterior. Instrumentul acceptă eșantioane solide, lichide și pulbere și este suficient de precis pentru a detecta micile diferențe dintre un lot de FeSi45 și următorul, care altfel ar fi invizibile până când o căldură nu va eșua analiza finală.
Eșantioanele păstrate, un certificat de analiză pentru fiecare lot și o opțiune de inspecție înainte de expediere-terți completează lanțul. Pentru o fabrică de oțel, acea documentație este ceea ce permite ca un feroaliaj primit să fie acceptat pe baza testării furnizorului, analiza proprie a fabricii acționând mai degrabă ca o confirmare decât ca prima măsurătoare reală a lotului.
Întrebări frecvente
Î: Pentru ce este folosit ferosiliciul 45?
Este folosit ca dezoxidant și agent de aliere în fabricarea oțelului, eliminând oxigenul dizolvat în etapa finală a căldurii și contribuind cu siliciu la analiza oțelului finit.
Î: De ce să folosiți FeSi45 în loc de FeSi75?
FeSi45 conține mai puțin siliciu pe tonă și costă mai puțin, așa că este ales acolo unde este acceptabilă o adăugare mai mare sau unde specificația finală a siliciului lasă loc pentru acesta, în timp ce FeSi75 oferă același siliciu cu o greutate mai mică a aliajului și aluminiu mai mic.
Î: Ce înseamnă dezoxidarea prin precipitare?
Înseamnă adăugarea unui formator de oxid puternic direct în topitură, astfel încât siliciul să se combine cu oxigenul dizolvat și particulele de silice rezultate să se ridice în zgură.
Î: Cât de repede se dizolvă ferosiliciul în oală?
Dizolvarea depinde în principal de dimensiune: 0-3 mm se dizolvă aproape imediat, în timp ce bulgărea de 10-50 mm sau 50-100 mm necesită timp și supraîncălzire suficientă, motiv pentru care fracția este potrivită cu metoda de adăugare.
Î: De câte ori este testat un lot FeSi45?
Rutina obișnuită este de peste patru verificări pe comandă, acoperind materiile prime, procesul de topire și produsul finit, prin spectrometrie și analiză chimică.
Î: FeSi45 poate fi furnizat într-o dimensiune și ambalaj personalizate?
Da. Concasarea și cernuirea produc fracții intermediare, iar ambalarea poate fi schimbată între saci de 25 kg și saci jumbo de 1 mt, cu dimensiunea, forma și ambalajul stabilite la comandă.
