Untuk mencapai kebenaran “baja dengan kemurnian tinggi,” peleburan tungku induksi harus berevolusi dari yang sederhana kontrol leleh hingga canggih presisi kontrol kimia antarmuka. Di bawah ini adalah perluasan mendalam dari tiga pilar teknis inti, meliputi prinsip termodinamika, jalur kinetik, dan parameter operasional praktis.
SAYA. Panduan untuk Deoksidasi Komposit (Si-Ba, Biasa saja) di Tungku Induksi
Keterbatasan deoxidizer elemen tunggal (Dan, M N) terletak pada produk deoksidasinya, yang seringkali merupakan padatan dengan titik leleh tinggi (MISALNYA., SiO2 meleleh pada 1723° C.). Mengingat waktu reaksi terak-logam yang relatif lemah dalam tungku induksi, partikel mikroskopis ini sangat sulit dihilangkan.
1. Efek Sinergis Termodinamika Deoksidasi Komposit
Deoksidasi komposit (seperti Si-Ca, Si-Ba, dan Si-Al-Ba) bukan sekadar campuran bahan-bahan; mereka secara signifikan meningkatkan efisiensi dengan menurunkan aktivitas produk deoksidasi.
- Menurunkan Lantai Oksigen: Menurut kesetimbangan termodinamika, interaksi beberapa elemen dapat secara signifikan mengurangi konsentrasi keseimbangan oksigen sisa dalam baja cair.
- Peran Khusus Barium (Ba): Dengan berat atomnya yang tinggi, Barium efektif menurunkan tekanan uap Kalsium (Ca), memperpanjang waktu tinggalnya dalam lelehan. Serentak, ini memungkinkan produk deoksidasi $BaO$ bergabung dengan oksida lain, membentuk kompleks cair dengan kepadatan lebih tinggi yang mudah menyatu.
2. Kinetika Inklusi “Pertumbuhan dan Flotasi”
- Kontrol Ketegangan Antarmuka: Inklusi silikat cair yang dihasilkan oleh deoksidasi komposit mempertahankan tegangan antarmuka yang tinggi dengan baja cair, membuat mereka lebih mudah untuk melakukannya “mengucilkan” dari lelehan tersebut.
- Frekuensi Tabrakan: Dengan memanfaatkan konveksi yang kuat dari pengadukan elektromagnetik induksi, kemungkinan inklusi cairan mikroskopis bertabrakan untuk membentuk partikel yang lebih besar meningkat, sehingga mengatasi “kemacetan radius” ditentukan oleh stokes’ Hukum.
Ii. Mengontrol Alumina “Penyumbatan Nosel” dalam Peleburan Induksi
Deoksidasi aluminium adalah jalur penting untuk mencapai baja terdeoksidasi dalam ([HAI] < 20ppm), namun pengendapan Al2O3 yang berbentuk cluster merupakan mimpi buruk bagi nozel pengecoran kontinyu.
1. Modifikasi Inklusi
Tujuan utamanya adalah mengubah titik leleh tinggi, poligonal Al2O3 menjadi titik leleh rendah, kalsium aluminat cair berbentuk bola.
- Transformasi Kunci: 2[Al] + 3[HAI] →Al2O3(S) +Ca → 12CaO · 7Al2O3(aku).
- Kontrol Jendela Cair: Rasio Ca/Al dalam baja harus dikontrol secara tepat. Menurut diagram fase biner CaO-Al2O3, produk sepenuhnya cair pada 1600° C. hanya jika konten CaO ada di dalam 45%–55% jangkauan.
2. Optimasi Proses
| Melangkah | Poin-Poin Penting Operasional | Tujuan |
| Pra-deoksidasi | Tambahkan Si-Mn terlebih dahulu untuk mengecil [HAI] hingga tingkat sedang. | Mengurangi pembakaran Al dan mencegah pembentukan massa Al2O3. |
| Deoksidasi Kuat | Masukkan ingot Al atau masukkan kawat Al. | Mencapai kedalaman deoksidasi target dengan cepat. |
| Perawatan Kalsium | Masukkan kawat Si-Ca 3–5 menit setelah deoksidasi akhir. | Melakukan “spheroidisasi” modifikasi pada partikel alumina yang ada. |
| Argon Menggelembung/Berdiri | Aduk lemah selama 5–10 menit. | Biarkan inklusi cairan yang dimodifikasi mengapung; hindari pengadukan yang keras untuk mencegah oksidasi sekunder. |
AKU AKU AKU. Menggunakan terak sintetis tertentu memungkinkan tungku induksi mengalami defosforisasi
Penghapusan fosfor adalah kelemahan teknis terbesar dari tungku induksi karena lapisan terak bergantung pada perpindahan panas dari lelehan (menciptakan “terak dingin”), sedangkan defosforisasi memerlukan kebasaan tinggi dan fluiditas tinggi.
1. Itu “Suhu Rendah – Oksidasi Tinggi” Jendela
Defosforisasi adalah reaksi eksotermik; secara teoretis, semakin rendah suhunya, semakin tinggi konstanta kesetimbangannya.
- Defosforisasi Fase Peleburan: Waktu optimalnya adalah saat muatan baru saja meleleh, dan suhu tetap terjaga 1530°C–1580 °C. Pada tahap ini, oksidasi karbon belum intens, dan potensi oksigen cukup untuk mendukung oksidasi fosfor.
- Rasio Terak Sintetis: Campuran yang direkomendasikan adalah 50%CaO + 25%Fe2O3 + 15%CaF2 + 10%Mgo. Di Sini, Fe2O3 menyediakan oksigen, ketika CaF2 bertindak sebagai fluks untuk menyelesaikan “terak dingin” masalah fluiditas.
2. Jalur Operasional yang Ditingkatkan
Logika intinya adalah defosforisasi lengkap sebelum peningkatan suhu dan deoksidasi.
- Terak Batch: Tambahkan terak sintetis di awal fase peleburan untuk memaksimalkan kontak terak-logam melalui pengadukan elektromagnetik.
- Hembusan Oksigen Paksa (Opsional): Gunakan penghembusan oksigen aliran rendah untuk meningkatkan suhu terak lokal dan potensi oksigen.
- Skimming Terak Menyeluruh: Fosfor ada dalam terak sebagai P2O5, yang sangat tidak stabil. Setelah fase pemanasan/reduksi dimulai (menambahkan deoxidizer), fosfor akan segera kembali menjadi baja. Karena itu, terak defosforisasi harus dihilangkan seluruhnya sebelum periode reduksi dimulai.
Ringkasan: Rantai Proses untuk Baja dengan Kemurnian Tinggi
Muatan fosfor P rendah + Terak defosforisasi suhu rendah fase leleh + Al-deoksidasi yang kuat + Modifikasi pengobatan Ca + Flotasi pengadukan lemah.
Alur kerja ini meningkatkan tungku induksi dari peleburan sederhana menjadi status bejana pemurnian.
