I. Definice produktu a základní komponenty
   Definice:

    Drát s vápenatým-železem (CaFe Cored Wire) je specializovaný materiál pro podávání drátu pro rafinaci oceli v metalurgickém průmyslu. Jedná se o válcový drát vyrobený smícháním kovových vápenatých granulí a železného prášku ve specifickém poměru jako materiál jádra, s pásem z nízkouhlíkové oceli válcovaným za studena jako vnějším pláštěm, prostřednictvím procesu válcování pláště. Mezi jeho hlavní aplikace patří dezoxidace, odsíření a modifikace inkluzí při výrobě oceli a v procesech rafinace v pánvi. Je to preferovaný materiál pro úpravu vápníkem u čistých ocelí, jako je nízkouhlíková ocel, ultra-nízko{8}}uhlíková ocel a -křemíková ocel.

   Základní komponenty:

Materiál jádra: Skládá se z 25 % až 35 % granulí vápníku a 65 % až 75 % práškového železa (běžné třídy zahrnují Ca30 a Ca40, což odpovídá přibližně 30 % a 40 % obsahu vápníku). Granule vápníku zajišťují deoxidační a odsiřovací aktivitu, zatímco železný prášek zvyšuje hmotnost, zpomaluje odpařování vápníku a zlepšuje využití vápníku.

Vnější plášť: Pásek z -nízkouhlíkové{1}} oceli válcovaný za studena, tloušťka 0,4 ± 0,2 mm, poskytuje dobré pokrytí, aby se zabránilo oxidaci a absorpci vlhkosti materiálu jádra, zajišťuje stabilní praskání a uvolňování materiálu jádra během podávání roztavené oceli.

Charakteristiky míchání: Poměr železného prášku a vápenatých granulí v materiálu jádra je přesně navržen tak, aby se zabránilo vysokoteplotnímu odpařování a ztrátě čistého vápníku v důsledku jeho nízké hustoty (1,55 g/cm³) a nízkého bodu tání (839 stupňů), a zároveň umožnil rovnoměrnější rozptýlení vápníku v roztavené oceli prostřednictvím matricového efektu železného prášku.

II. Základní specifikace

III. Hlavní výhody
Využití vápníku a výhoda bilance nákladů:Ve srovnání s drátem z čistého vápníku (výtěžek vápníku pouze 5 %-8 %) zpomaluje železný prášek v drátu s vápníkem-železným jádrem odpařování vápníku a hoření, čímž se výtěžek vápníku zvyšuje na 8 %–15 %. Současně železný prášek nahrazuje část kovového vápníku, což snižuje spotřebu vzácných zdrojů vápníku a snižuje náklady na rafinaci o 10% až 15%, čímž je vyvážena účinnost a hospodárnost.

   Stabilita a bezpečnost tavení:Zabraňuje prudkému rozstřikování roztavené oceli způsobené výpary vápníku během podávání čistého vápníkového drátu, snižuje opotřebení elektrody a erozi vyzdívky rafinace pece, čímž prodlužuje životnost zařízení o více než 30 %. Kromě toho je proces podávání drátu stabilní, s poklesem teploty roztavené oceli menším nebo rovným 8 stupňů/min, mnohem nižším než u metody vstřikování prášku (15-20 stupňů/min), což zajišťuje stabilní procesy tavení.

   Výhody při kontrole složení a výtěžnosti:Přesné řízení rychlosti posuvu (obvykle 2-5 m/s) a rychlosti posuvu prostřednictvím podavače drátu umožňuje jemné-vyladění složení oceli, zvýšení míry výtěžnosti kovů a prvků vzácných zemin o 5 % až 10 % a snížení rozsahu kolísání složení na ±0,02 %, což splňuje přísné požadavky na přesnost složení oceli ve vysoké kvalitě.

    Ekologické a provozní výhody:Proces podávání drátu je dobře-utěsněný, bez emisí prachu nebo škodlivých plynů, což splňuje požadavky zelené metalurgie; investice do zařízení činí pouze 60 % nákladů na metodu vstřikování prášku a provoz je jednoduchý, vyžaduje pouze 1–2 osoby na stanici, což snižuje náklady na pracovní sílu.

IV. Hlavní metalurgické funkce
    Vysoce účinná deoxidace:Vápník má mnohem vyšší afinitu ke kyslíku než hliník a mangan (při 25 stupních je volná energie tvorby Ca-O -604 kJ/mol a Al-O je -1582 kJ/mol), rychle reagující v roztavené oceli za vzniku CaO. Může se také kombinovat s Al₂O3 za vzniku hlinitanů vápenatých s nízkou teplotou tání (1200-1400 stupňů), které snadno plavou a jsou vypouštěny. Podle průmyslových údajů, když je obsah kyslíku v roztavené oceli před podáváním drátu řízen na méně než nebo rovný 80 × 10⁻⁶, může rychlost dezoxidace dosáhnout 31,1 % až 60 % a konečný obsah kyslíku v roztavené oceli lze snížit pod 20 × 10⁻⁶.

    Hluboké odsíření:Vápník má silnou afinitu k síře a vytváří CaS s vysokým -bodem tání- (2450 stupňů). Rozpustnost CaS v roztavené oceli při 1500 stupních je pouze 0,0015 %, čímž je dosaženo účinnosti odsíření 30 %-50 %. Zejména při tavení oceli s ultra nízkým obsahem síry v kombinaci s povrchovou úpravou strusky lze obsah síry v oceli stabilně regulovat pod 5×10⁻⁶ a reverze síry je méně pravděpodobná.

    Úprava zařazení:Zvýšením účinného obsahu vápníku v oceli se dlouhé, křehké vměstky MnS přemění na jemné (menší nebo rovné 5 μm) rovnoměrně rozptýlené CaS nebo CaS-MnS kompozitní fáze. Současně jsou klastrové inkluze Al203 modifikovány na sférické hlinitany vápenaté, čímž se zlepšuje anizotropie oceli, zvyšuje se rázová houževnatost o 20 % až 30 % a prodlužuje se únavová životnost o více než 30 %.

   Vylepšená hratelnost castingu:Upravené vměstky se snadněji plavou a odstraňují, snižují pravděpodobnost ucpání trysky (z 30 % u metody vstřikování prášku na méně než 5 %), zvyšují rychlost kontinuálního lití o 10 % až 15 %, zabraňují nehodám při přerušení odlévání způsobeným uzly trysky a zlepšují efektivitu výroby.

V. Aplikační scénáře

   Hlavní třídy oceli pro použití:Nízko{0}}uhlíková ocel, ultra-nízko{2}}uhlíková ocel (jako je IF ocel), nízko-křemíková ocel, vysoko{4}}pevnostní armatura (HRB400 a vyšší), ložisková ocel, potrubní ocel atd., zvláště vhodné pro výrobu čisté oceli s přísnými požadavky na morfologii, množství a složení

 Klíčové procesy tavení:Rafinace pánve (LF pec, RH pec), úprava vápníku před kontinuálním litím; lze použít ve spojení s drátem s vápenatým-křemíkovým jádrem a drátem s hliníkovým jádrem k dosažení úplného rafinačního procesu „deoxidace-odsiřování-modifikace inkluzí“; lze jej také použít pro předúpravu roztavené litiny a tvárné litiny pro zlepšení výkonu odlévání.

    Trendy průmyslových aplikací:Jak se ocelářský průmysl vyvíjí směrem k špičkovým{0}}a zeleným technologiím, podíl výroby nízko-sírové oceli a čisté oceli vzroste z 35 % v roce 2020 na 50 % v roce 2025. Očekává se, že tržní poptávka po drátech s vápenatým-železným jádrem poroste průměrným ročním tempem 8 % až 10 %, což se stane klíčovým pomocným materiálem pro konkurenceschopnost ocelářských výrobků.

VI. Opatření pro použití

Řízení procesu podávání drátu:Pro zajištění dostatečného kontaktu a reakce mezi materiálem jádra a roztavenou ocelí je zapotřebí míchání argonem (intenzita míchání 0,5-1,0 m³/(min・t)). Hloubka podávání drátu by měla dosahovat alespoň 2/3 výšky roztavené oceli, aby se zabránilo předčasnému roztavení materiálu jádra ve vrstvě strusky, což by ovlivnilo využití vápníku.

   Kontrola přídavku vápníku:Množství přiváděného drátu by se mělo vypočítat na základě počátečního obsahu síry ([S]0) v roztavené oceli. Typicky je přídavek vápníku na tunu oceli 0,2-0,5 kg. Nadměrné přidávání vápníku může snadno vytvářet velké-inkluze CaO, což má negativní dopad na kvalitu oceli. Jsou nutné úpravy v reálném čase prostřednictvím online sledování složení.

   Skladování a přeprava:Skladujte v suchém, dobře{0}}větraném skladu, aby se zabránilo absorpci vlhkosti a oxidaci materiálu jádra (vápník snadno reaguje s vodou za vzniku Ca(OH)₂, čímž se snižuje jeho aktivita). Vyhněte se prudkým kolizím během přepravy, aby nedošlo k poškození ocelového pásu a úniku prášku jádra.