فولادسازی
کاربید سیلیکونعمدتا به عنوان استفاده می شودیک اکسیدزدای قوی، یک عامل کربوهیدرات و یک عامل صرفه جویی انرژی-.
اکسیژن زدایی با راندمان بالا (اکسیژن زدایی):
سیلیکون موجود در کاربید سیلیکون تمایل زیادی به اکسیژن دارد. با اکسیژن محلول در فولاد مذاب واکنش می دهد و دی اکسید سیلیکون (SiO2) را تشکیل می دهد که سپس در سرباره شناور می شود.
در مقایسه با فروسیلیس سنتی (FeSi)، سیلیکون درکاربید سیلیکون (SiC)به طور کلی به دلیل حالت شیمیایی آن "فعال" یا "پر انرژی" در نظر گرفته می شود که امکان حذف سریعتر و کارآمدتر اکسیژن را فراهم می کند. این منجر بهفولاد تمیزتر با ترکیبات اکسید کمترو بهبود خواص مکانیکی مانند شکل پذیری و چقرمگی.
کربورسازی موثر و قابل کنترل:
کاربید سیلیکونیک منبع کربن قابل پیش بینی برای تنظیم محتوای کربن نهایی فولاد فراهم می کند. این برای به دست آوردن درجه فولاد مورد نظر (به عنوان مثال، فولاد کم کربن در مقابل فولاد کربن بالا) بسیار مهم است.
کربن موجود در SiC به آسانی در مذاب حل می شود و در مقایسه با افزودن کربن شل (مانند کک نفتی)، که می تواند عملکرد را کاهش داده و مشکلات گرد و غبار ایجاد کند، کنترل و قوام بهتری را ارائه می دهد.
به طور قابل توجهی باعث صرفه جویی در انرژی و افزایش بهره وری کوره می شود:
این امر مزایای اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی دارد. اکسیداسیون سیلیکون و کربن در کاربید سیلیکون یک استواکنش شدید گرمازا(تخلیه گرما).
هنگامی که به یک ملاقه یا در طول فرآیند فولادسازی اضافه می شود، این گرمای آزاد شده می تواند تلفات دما را جبران کند، در نتیجه نیاز به گرم کردن مجدد با استفاده از برق یا سوخت های فسیلی را کاهش داده یا حتی از بین می برد. این منجر به:
مصرف انرژی را کاهش دهید.
فواصل ضربه زدن کوتاه تر(چرخه های تولید سریعتر).
افزایش خروجی کوره
مواد کمکی گوگردزدایی:
توانایی اکسیدزدایی قوی کاربید سیلیکون یک محیط اکسیژن کم- ایجاد میکند و در نتیجه راندمان گوگردزدایی سایر عوامل گوگرد زدایی (مانند کلسیم یا منیزیم) را بهبود میبخشد. محتوای گوگرد کمتر باعث بهبود کارایی گرم و خواص مکانیکی فولاد می شود.
کاهش مصرف سرباره و آهک:
سیلیس (SiO2) تولید شده در طی اکسیداسیون با آهک (CaO) موجود در سرباره واکنش می دهد. استفاده از کاربید سیلیکون (SiC) میتواند ترکیب شیمیایی سرباره را متعادلتر کند، که ممکن است مقدار آهک مورد نیاز و مقدار کل سرباره را کاهش دهد و در نتیجه هزینههای مواد و از دست دادن فلز باقیمانده در سرباره را کاهش دهد.
تولید چدن (صنعت ریخته گری)
اینجا،SiCبه عنوان استفاده می شودیک عامل پیش تصفیه، تلقیح و اصلاح کننده ساختاری، در درجه اول برای آهن سازی (کوره کاپ بال یا کوره برقی).
تلقیح عالی و تشکیل گرافیت:
این مهم ترین مزیت است.SiCمی تواند به شکل گیری کمک کنددانه های گرافیت ریز، یکنواخت و خوب-در چدن خاکستری،یا تشکیل کره های گرافیتی در چدن شکل پذیر را ترویج می کنند.
تشکیل ساختار گرافیت مورد نظر را ترویج می کندبا ارائهمکانهای هستهزایی ناهمگن و تأثیرگذاری بر خواص شیمیایی مذاب. نتیجه این است:
استحکام مکانیکی و خواص کششی بهبود یافته است.
ماشینکاری بهتر(گرافیت در حین برش به عنوان روان کننده عمل می کند).
افزایش هدایت حرارتی و میرایی ارتعاش(برای بلوک های موتور و دیسک های ترمز بسیار مهم است).
کاهش تمایل به سرمایش(برای جلوگیری از تشکیل کاربیدهای سخت و شکننده بر روی لبه های نازک).
پیش تصفیه شارژ و تهویه سیلیکون/کربن:
کاربید سیلیکون معمولاً به عنوان "تثبیت کننده کاربید" در مراحل اولیه ذوب اضافه می شود. به افزایش موثر کمک می کندمعادل کربن (CE) آهن.
این اجازه می دهد تا از نسبت بیشتری از فولاد ضایعات کم کربن-در شارژ کوره استفاده شود، زیرا فولاد قراضه هم کربن و هم سیلیکون لازم را برای متعادل کردن ترکیب شیمیایی فراهم می کند. این به کاهش هزینه های مواد اولیه کمک می کند.
تمیز کردن و اکسید زدایی مذاب:
مانند فولادسازی، کاربید سیلیکون می تواند محتوای اکسیژن در آهن مذاب را کاهش دهد. مذاب خالص تر با اکسیدهای کمتر مزایای زیر را ارائه می دهد:
تشکیل تفاله را کاهش دهید(ضایعات سطحی).
عیوب ریخته گری را کاهش دهیدمانند آخال ها و سوراخ ها.
سیالیت بهبود یافتهبه آهن مذاب اجازه می دهد تا قالب های پیچیده را به طور موثرتری پر کند.
بهره وری انرژی:
واکنش گرمازا یک اثر گرمایی ایجاد می کند که به حفظ دمای ریختن بهینه با ورودی کمتر انرژی خارجی کمک می کند.
جدول خلاصه: مزایای کلیدی
| فرآیند | عملکرد اصلی کاربید سیلیکون | پیشرفت های عمده |
|---|---|---|
| فولادسازی | افزودنی های چند منظوره | • فولاد تمیزتر (اکسیداسیون) • کنترل دقیق محتوای کربن • صرفه جویی قابل توجه در انرژی(انتشار گرما) • تولید سریعتر سرعت • اثر گوگرد زدایی بهتر |
| چدن | تلقیح و عوامل قبل از درمان | • ساختار گرافیت برتر(کلید عملکرد) • کاهش اثر خنک کننده • پردازش پذیری و قدرت بهبود یافته است • افزایش استفاده از قراضه فولاد • مذاب تمیزتر با عیوب کمتر |
نتیجه گیری: کاربید سیلیکونفروآلیاژها صرفاً منابع سیلیکون و کربن نیستند. واکنشپذیری شیمیایی و خواص گرمازایی آنها را بسیار عالی میسازدمواد تقویت کننده فرآیند، قادر به بهبود استکیفیت محصول، راندمان عملیاتی، کاهش مصرف انرژی و افزایش اثربخشی هزینه{0}}در تولید فولاد و چدن. آنها نقش مهمی در ترویج شکل گیری بهینه گرافیت، به ویژه برای تولید اجزای چدنی با کیفیت بالا دارند.
