Электрометаллургия

Раскисление кальцием

Раскислительная способность кальция намного выше, чем у прочих раскислителей, включая алюминий, поэтому введенный в металл каль­ций взаимодействует не только с растворенным кислородом, но и с находящимися в стали продуктами раскисления, включая SiO2 и Al2O3, восстанавливая их. Наблюдается также восстановление крем­ния и алюминия из шамотной футеровки разливочного ковша. При ис­пользовании кальция в качестве раскислителя приходится учитывать низкую температуру испарения кальция (1490 °С) и его небольшую растворимость в железе (менее 0,03 %). Введенный в металл кальций испаряется и взаимодействует с расплавом в парообразном состоянии. Степень полезного использования вводимого в металл кальция неве­лика из-за малой скорости и малого времени взаимодействия паров кальция с компонентами металлического расплава. Чтобы поднять степень действия кальция, его используют в виде соединений (карбид кальция СаС2) или сплавов с кремнием (силикокальций) и с кремнием и алюминием. При раскислении металла кальцием в промышленных условиях обычно образуются сложные продукты раскисления, доволь­но легко удаляющиеся из металла. В результате взаимодействия каль­ция с включениями глинозема в металле образуются алюминаты каль­ция типа nCaO • mAl2O3 с относительно низкой температурой плавле­ния, находящиеся в стали в жидком виде и довольно легко из нее удаляющиеся. Некоторое (небольшое) количество таких включений оста­ется в стали в виде сравнительно мелких механически прочных вклю­чений шаровидной формы (глобулярные включения), не меняющих форму при обработке давлением, что в ряде случаев положительно влияет на служебные свойства стали. Для наиболее эффективного ис­пользования кальция его вводят в достаточно глубоко раскисленный металл (после алюминия). В таком случае кальций частично взаимо­действует с кислородом, а частично— с серой, связывая ее в прочные тугоплавкие сульфиды СаS, почти не влияющие на уровень металли­ческих свойств стали. Наиболее высокое усвоение кальция обеспечи­вается при введении его в жидкий металл в виде проволоки, получен­ной закатыванием порошка силикокальция или карбида кальция в стальную ленту. Возможен вариант с вдуванием порошка силико­кальция в металл в струе инертного газа, желательно в нижнюю часть ковша.