さまざまな鋼種に応じた CaSi 合金の選び方

カルシウムシリコン（CaSi）合金は、鋼の二次精錬において最も広く使用されている複合脱酸剤および介在物調整剤です。その中核機能には、深度脱酸、脱硫、介在物球状化、溶鋼組成調整が含まれます。単一のフェロアロイ添加剤とは異なり、CaSi 合金はシリコンの脱酸性能とカルシウムの改質能力のバランスをとっており、これが完成した鋼の最終的な清浄度と機械的特性を直接決定します。

実際の製鉄所の生産では、連続鋳造ノズルの詰まり、鋼板表面の傷、靭性の低下、バッチ性能の不安定などの多くの品質問題は、製錬プロセスではなく、CaSi 合金グレードの不一致によって引き起こされます。すべての鋼種に統一された CaSi 仕様を使用すると、高規格の鋼材要件を満たせなくなるか、不必要な原材料コストの無駄が発生します。-

鋼グレードの差別化が CaSi 選択の主な原則です。鋼の種類によって、酸素、硫黄、介在物、微量不純物に関して明確な制限があります。 CaSi 合金を選択する前に、4 つの重要な指標を確認する必要があります。

 Ca/Si比:シリコンは主に脱酸素を行います。カルシウムは脱硫と介在物の改質を支配します。低炭素清浄鋼にはより高いカルシウム比率が必要ですが、通常の炭素鋼はバランスの取れた従来の材種を採用できます。
 微量不純物制御:高級鋼では、溶鋼への有害な元素の導入を避けるために、CaSi に含まれる P、S、Al、その他の残留不純物を厳密に管理する必要があります。{0}}
 サイズと溶解性能:塊状物質は取鍋による手動供給に適しており、粉末および段階的粒子はコアワイヤー射出および空気圧粉末供給システムに適合します。
 添加量と回収率：高合金鋼-には、より高いカルシウム回収率が必要であるため、合金の消費量を削減するには、高活性-低不純物-の CaSi グレードが推奨されます。

世界の製鉄業界では主に 3 つの成熟した CaSi 合金グレードが適用されています。各グレードには固定の冶金学的特性と適用可能な鋼グレードの位置があり、生産時に任意に置き換えることはできません。

このセクションは、現場での精錬効果と品質フィードバックと組み合わせて、主流の鋼種に最適な CaSi グレード、サイズ、添加スキームを適合させます。

3.1 普通炭素構造用鋼（Q235、Q355）

推奨グレード：CaSi 28/60 従来グレード

通常の炭素鋼には、残留介在物や微量不純物に対する緩やかな要件があります。製錬の主な目標は、溶鋼組成を安定させるための基本的な脱酸とわずかな脱硫です。バランスの取れたシリコンとカルシウム元素を含む CaSi 28/60 合金は、生産ニーズを完全に満たすことができます。過剰な合金残留物を回避し、大量生産のための原材料コストを効果的に制御します。

適用サイズ：お玉給餌用の10〜50mmの塊。従来の補助精製用0～3mm粉末

推奨用量：鋼材1トン当たり0.8～1.0kg

3.2 低-合金高-強度鋼 (HSLA 鋼)

推奨グレード: CaSi 30/60 高-カルシウムグレード

低{0}}合金高張力鋼-には、高い内部緻密性と安定した機械的特性が必要です。製錬中に生成される硬いアルミナ介在物は、鋼の靭性と耐疲労性を低下させます。高-カルシウムCaSi 30/60は、鋭利な硬質介在物を球状のアルミン酸カルシウムに完全に改質し、溶鋼の純度を向上させ、鋼コイルや鋼板の内部欠陥を大幅に減少させることができます。

適用粒子径: 0.5 ～ 3 mm の段階的な粒子、自動供給および芯線充填に適しています

推奨用量：鋼材1トン当たり1.0～1.2kg

3.3 パイプライン鋼・船舶鋼（クリーンスチールシリーズ）

推奨グレード: 高-純度 CaSi 32/62 低-不純物グレード

パイプライン鋼と圧力容器鋼は高清浄度鋼に属します。{0}硫黄含有量、酸素含有量、残留介在物については非常に厳しい制限があり、これらは鋼の溶接性能や耐圧性に直接影響します。超低 P および S 不純物を含む高純度 CaSi 32/62 合金は、-深い脱硫と超高純度の改質を実現し、介在物の凝集を効果的に防止し、鋼の長期使用安定性を向上させます。-

適用サイズ：0.2～1.5mmの微粉末、粉末射出精製プロセスに適合

推奨用量：鋼材1トン当たり1.2～1.5kg

3.4 ステンレス鋼 (304、316 シリーズ)

推奨グレード: CaSi 30/60 低-不純物最適化グレード

ステンレス鋼の精錬は、シリコンとカルシウムの元素の変動に敏感です。不純物元素が多すぎると、ステンレス鋼の表面に縞模様が発生し、耐食性が低下します。安定した低不純物を含む CaSi 30/60 グレードは、正確な脱酸と介在物制御を完了し、過剰なシリコンの析出を回避し、均一な表面仕上げと完成したステンレス鋼の安定した化学組成を保証します。

推奨用量：鋼材1トン当たり1.1～1.3kg

3.5 工具鋼と軸受鋼

推奨グレード: 高-純度 CaSi 32/62 ウルトラ-ファイングレード

工具鋼や軸受鋼には、非常に高い硬度均一性と耐摩耗性が求められます。微小な不純物介在物は疲労亀裂の発生源となり、寿命を低下させます。高純度 CaSi 合金は、正確な微細改質を実現し、超微細な介在物を制御し、鋼マトリックスの高い緻密性と均一性を確保します。-

このテーブルは、製錬エンジニアと購入者が仕様を迅速に確認して、試行錯誤のコストを削減し、継続的な生産品質を安定させるのに役立ちます。

製鉄所におけるバッチ品質の変動のほとんどは、CaSi 合金の仕様の不一致に関連しており、これは長期の精錬データから要約されています。-

連続鋳造時のノズル詰まり: 清浄な鋼に低カルシウム CaSi 28/60 を使用すると、アルミナ介在物を完全に修正できず、ノズルに介在物が蓄積します。

不安定な鋼の機械的性質: -高不純物 CaSi 合金は微量有害元素を導入し、鋼の靭性と溶接性能を低下させます。

合金の消費コストが高い: 通常の炭素鋼に高純度 CaSi 32/62 をやみくもに使用すると、重大なコストの無駄が発生します。{0}

鋼の表面欠陥：粒度が大きすぎると不完全な溶解や過度の酸化が起こり、組成偏析や表面傷の原因となります。

まずはグレードマッチング：価格よりも鋼種の規格を優先します。高級鋼-は、品質リスクを回避するために、低-高カルシウム-CaSi を使用する必要があります。

バッチ COA 検査: 各バッチの Ca、Si、P、S インジケーターとサイズ分布をチェックして、バッチの一貫性を確保します。

標準化された給餌: 給餌装置に応じてサイズを一致させます。手動供給用の塊、ワイヤ供給および粉末射出用の等級分けされた粉末。

乾式密閉保管：CaSi合金は吸湿しやすく、酸化しやすい性質があります。湿気の多い場所で保管すると、表面活性が低下し、精製効率が低下します。

比例投与量制御：過剰な添加は基準を超える元素となります。添加が不十分ですと脱酸素・改質効果が低下します。

CaSi 合金の選択は、統一された仕様の適用ではなく、実際の鋼グレードの製錬要件に基づいて行う必要があります。通常の炭素鋼の場合、CaSi 28/60 は基本的な精錬ニーズを満たす最もコスト効率の高い選択肢です。-低合金鋼とステンレス鋼は、介在物の形態を最適化し、鋼の性能を安定させるため、高活性 CaSi 30/60 グレードに適しています。{6} -高級清浄鋼、パイプライン鋼、工具鋼には、深部溶鋼の精製を達成するために、高純度 CaSi 32/62 低不純物合金を採用する必要があります。-

CaSi 合金のグレード、サイズ、添加量を科学的に適合させることで、鋼の欠陥を効果的に削減し、元素回収率を向上させ、バッチ品質を安定させ、鉄鋼企業の総合的な製錬コストを削減できます。