カルシウムシリコン合金の一般的な用途は何ですか?

カルシウムシリコン合金主にカルシウム (Ca) とシリコン (Si) で構成され、バリウムやアルミニウムなどの元素も含まれており、さまざまな用途への適応性をサポートしています。

 構成範囲:Ca 28%～35%、Si 55%～65%、不純物 Al 2.0%以下、S 0.04%以下、P 0.04%以下
 物理的特性:融点 1250 ～ 1350 度、密度 2.5 ～ 2.8 g/cm3、塊状 (5 ～ 30 mm) または粒状 (1 ～ 10 mm) で、高温で強い化学活性を示します。
 コア機能:脱硫、脱酸素、合金化、結晶粒微細化を統合した、冶金業界における「多機能複合剤」です。-

(1) 製鉄業：脱硫・脱酸・合金化の基幹原料

シリコン カルシウム合金は、製鉄業界における高効率の複合機能材料であり、特に高級鋼や超低硫黄鋼の製造に適しています。{{1}{2}その中心となるアプリケーションは次のとおりです。

 深脱硫：

作用機序:カルシウムは極めて低い自由エネルギーで硫黄と反応し、高温でCaS（融点2450度、溶鋼にほとんど不溶）を自然発生させます。シリコンは脱酸素と反応環境の最適化を同時に行います (英語: Ca + S → CaS、Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe)。

定量的効果:0.1%-0.5%を添加すると、溶鋼の硫黄含有量を0.05%～0.08%から0.01%未満（超低硫黄鋼標準）に低減でき、80%～95%の脱硫率を達成できます。

適切なシナリオ: 軸受鋼、ばね鋼、ステンレス鋼など、硫黄含有量に敏感な高級鋼種。-

 高効率の脱酸素:-

作用機序:カルシウムはアルミニウムやシリコンよりも強い脱酸力を持っています。溶鋼中の酸素および酸化物と反応して CaO を形成し、Al₂O₃ 介在物（低-融点-点の CaO・Al₂O₃ を形成）を低減することもできます。これらは浮遊選鉱によって容易に除去されます。

定量的な効果:0.2%〜0.3%の添加により、溶鋼中の酸素含有量は80〜100ppmから20〜30ppmに減少し、酸化物介在物の総量は60%〜70%減少し、鋼ビレットの表面欠陥率は1.2%から0.3%に減少します。

適切なシナリオ:低合金高張力鋼と電磁ケイ素鋼の生産。鋼の加工性能と耐用年数を向上させます。{0}

 合金化と性能向上:

作用機序：カルシウム原子とシリコン原子がフェライト格子に取り込まれ、格子歪みを引き起こし、転位の移動を妨げ、結晶粒径を微細化します。

定量的効果:0.1%-0.2%のフェロシリコンカルシウム合金を低合金構造用鋼に添加すると、引張強度が10%～15%、衝撃靱性（-20度）が20%～30%増加し、エンジニアリング機械や橋梁鋼に適しています。

(2) 鋳造産業: 接種剤および球状化剤のコアコンポーネント

SiCa 合金は、鋳造組織と機械的特性の均一性を向上させるために、主にねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄の製造に使用されます。

 接種剤の適用:

作用機序:黒鉛化の析出を促進し、黒鉛粒子とマトリックス構造を微細化し、白鋳鉄の傾向を回避します。

定量的効果:0.1%～0.3%の粒状フェロカルシウムシリコン合金（1～3mm）（ねずみ鋳鉄）を添加すると、鋳物の引張強さが200MPaから280MPaに増加し、衝撃靱性. 133%が向上し、スクラップ率が8%から3%に減少します。用途: エンジンブロックや工作機械のベッドなどの精密鋳造品。

 球状化剤の成分：

作用機序:マグネシウムや希土類元素（例えば、シリコン・カルシウム・バリウム合金）黒鉛の球形への結晶化を促進し、ダクタイル鋳鉄の靭性と強度を向上させます。
効果：球状化率は 90% 以上に達し、ダクタイル鋳鉄の引張強さは 450MPa 以上、伸びは 10% 以上で、自動車のクランクシャフトやギアなどの耐荷重部品に適しています。{3}
利点:単一のマグネシウム球状化剤と比較して、カルシウムシリコン合金はマグネシウムの燃焼率を 15%～20% 削減でき、生産コストを削減できます。{0}

(3) 合金鉄の製造: 高効率の還元および精製剤-

CaSi 合金は、強力な還元特性と低炭素含有量（0.1% 以下）により、低炭素フェロアロイの製造に理想的な還元剤です。-

 コアアプリケーション:

作用機序:バナジウム、チタン、ニオブなどの酸化物を還元して、炭素富化を避け、低炭素フェロバナジウム、フェロチタン、フェロニオブなどを調製します。-
適切なシナリオ:-航空宇宙や電子材料分野で使用されるハイエンドの合金鉄の生産。

精製機能:合金鉄から硫黄やリンなどの不純物を除去し、製品の純度を向上させます。たとえば、高純度のフェロマンガンを製造する場合、カルシウム シリコン合金を添加すると硫黄含有量が 0.05% から 0.01% 未満に減少し、高級鋼の製錬の要件を満たします。-

(4) その他の応用シナリオ

非鉄金属の製錬:-アルミニウムおよび銅合金の精製剤として、酸素および硫黄不純物を除去し、金属の純度および流動性を向上させます。 0.3%～0.5%の添加により、アルミニウム合金の酸素含有量は50～80ppmから20～30ppmに減少し、鋳物の気孔欠陥率が70%減少します。適切なシナリオ: 航空宇宙用アルミニウム合金および精密銅合金の製造。

溶接材料:溶接棒やフラックス塗料の原料として20～30％添加すると、溶接時の脱酸・脱硫効果があり、溶接強度や耐食性が向上します。溶接部引張強度400MPa以上、塩水噴霧耐食時間2倍延長。適切なシナリオ: 建設および機械の溶接。

(1)コアグレードと用途適応表

(2) 中核となる選定原則

パフォーマンスの優先順位:高級鋼や精密鋳造品には、脱硫と脱酸効果を確実にするために、高カルシウムグレード（Ca 32% 以上）を使用する必要があります。{{1}
コストバランス:普通の鋼と従来の鋳物では、性能とコストのバランスをとるために中程度のカルシウム グレード（Ca 30%～32%）を使用する必要があります。{0}
プロセスの適応:製鋼には塊状（5 ～ 30 mm）の材料を使用し、鋳造には粒状（1 ～ 3 mm）の材料を使用し、合金鉄の製造には塊状（10 ～ 50 mm）の材料を使用する必要があります。