I. הגדרת המוצר ורכיבי ליבה
   הַגדָרָה:

    סידן-תיל ליבת ברזל (CaFe Cored Wire) הוא חומר הזנת חוטים מיוחד לזיקוק פלדה בתעשיית המתכות. זהו חוט גלילי המיוצר על ידי ערבוב של גרגירי סידן מתכתיים ואבקת ברזל ביחס ספציפי כחומר הליבה, עם פס פלדה פחמן נמוך- מגולגל קר כמעטה החיצוני, בתהליך גלגול חיפוי. יישומי הליבה שלה כוללים הסרת חמצון, הסרת גופרית ושינוי הכללה בייצור פלדה ותהליכי זיקוק מצקת. זהו החומר המועדף לטיפול בסידן בדרגות פלדה טהורה כגון פלדת פחמן נמוכה-, פלדת פחמן נמוכה- במיוחד ופלדת סיליקון נמוכה-.

   רכיבי ליבה:

חומר ליבה: מורכב מ-25%-35% גרגירי סידן ו-65%-75% אבקת ברזל (הדרגות הנפוצות כוללות Ca30 ו-Ca40, המקבילים לכ-30% ו-40% תכולת סידן, בהתאמה). גרגירי סידן מבטיחים פעילות דה-אוקסידציה והסרת גופרית, בעוד שאבקת ברזל מעלה משקל, מאטה את אידוי הסידן ומשפרת את ניצול הסידן.

נדן חיצוני: רצועת פלדת פחמן נמוכה-מגולגלת קרה- בעובי 0.4±0.2 מ"מ, מספקת כיסוי טוב למניעת חמצון וספיגת לחות של חומר הליבה, מה שמבטיח פיצוח יציב ושחרור חומר הליבה במהלך הזנת פלדה מותכת.

מאפייני ערבוב: היחס בין אבקת ברזל לגרגרי סידן בחומר הליבה תוכנן במדויק כדי למנוע אידוי-בטמפרטורה גבוהה ואובדן סידן טהור בשל הצפיפות הנמוכה שלו (1.55g/cm³) ונקודת ההיתוך הנמוכה (839 מעלות), ובמקביל מאפשר פיזור אחיד יותר של סידן באבקת אפקט המטריצה ​​של הברזל המותך.

II. מפרטי ליבה

III. יתרונות ליבה
יתרון ניצול סידן ואיזון עלויות:בהשוואה לחוט סידן טהור (תפוקת סידן של 5%-8% בלבד, אבקת ברזל בחוט סידן-עם ליבת ברזל מאטה את אידוי ושריפת הסידן, ומגדילה את תפוקת הסידן ל-8%-15%. במקביל, אבקת ברזל מחליפה חלק מהסידן המתכתי, מפחיתה את צריכת משאבי הסידן היקרים ומפחיתה את עלויות הזיקוק ב-10%-15%, מאזנת יעילות וחסכון.

   יציבות התכה ויתרון בטיחותי:מונע התזה אלימה של פלדה מותכת הנגרמת מאדי סידן במהלך הזנת חוטי סידן טהור, מפחית את בלאי האלקטרודות ומעדן שחיקת ריפוד הכבשן, מאריך את חיי הציוד ביותר מ-30%. יתר על כן, תהליך הזנת החוטים יציב, עם ירידה בטמפרטורת הפלדה המותכת של פחות או שווה ל-8 מעלות/דקה, נמוך בהרבה משיטת הזרקת האבקה (15-20 מעלות/דקה), מה שמבטיח תהליכי התכה יציבים.

   יתרונות בשליטה בהרכב ובתפוקה:שליטה מדויקת של מהירות ההזנה (בדרך כלל 2-5 מ'/שניות) וקצב ההזנה באמצעות מזין החוטים מאפשרת כוונון עדין- של הרכב הפלדה, הגדלת קצב ההתאוששות של מתכות ואלמנטים של אדמה נדירה ב-5%-10%, והקטנת טווח תנודות ההרכב ל-±0.02%, תוך עמידה בדרישות הדיוק המחמירות של הרכב הפלדה.

    יתרונות סביבתיים ותפעוליים:תהליך הזנת החוטים -אטום היטב, ללא פליטת אבק או פליטת גזים מזיקים, ועומד בדרישות המטלורגיה הירוקה; ההשקעה בציוד היא רק 60% מזו של שיטת הזרקת האבקה, והתפעול פשוט, דורש רק 1-2 אנשים בתחנה, מה שמפחית את עלויות העבודה.

IV. פונקציות ליבה מתכות
    ניקוי חמצון-ביעילות גבוהה:לסידן יש זיקה הרבה יותר גבוהה לחמצן מאשר לאלומיניום ולמנגן (ב-25 מעלות, האנרגיה החופשית של היווצרות Ca-O היא -604kJ/mol, וזו של Al-O היא -1582kJ/mol), המגיבה במהירות בפלדה מותכת ליצירת CaO. זה יכול גם לשלב עם Al₂O₃ כדי ליצור אלומיניטי סידן בנקודת התכה נמוכה (1200-1400 מעלות), אשר צפים בקלות ונפלטים. על פי נתוני התעשייה, כאשר תכולת החמצן של הפלדה המותכת נשלטת על פחות או שווה ל-80×10⁻⁶ לפני הזנת חוט, קצב ההתחמצנות יכול להגיע ל-31.1%-60%, ותכולת החמצן הסופית של הפלדה המותכת יכולה להיות מופחתת מתחת ל-20×10⁻⁶.

    הסרת גופרית עמוקה:לסידן יש זיקה חזקה לגופרית, ויוצר נקודת -התכה- גבוהה (2450 מעלות) CaS. המסיסות של CaS בפלדה מותכת ב-1500 מעלות היא רק 0.0015%, ומשיגה יעילות של ניקוי גופרית של 30%-50%. במיוחד בהתכה של פלדה דלת גופרית נמוכה במיוחד, בשילוב עם טיפול סיגים עליון, ניתן לשלוט ביציבות על תכולת הגופרית בפלדה מתחת ל- 5×10⁻⁶, והחזרת גופרית פחותה.

    שינוי הכללה:על ידי הגדלת תכולת הסידן האפקטיבית בפלדה, תכלילי MnS ארוכים ושבירים הופכים לשלבים מרוכבים של CaS או CaS-MnS עדינים (פחות מ- או שווה ל-5μm). במקביל, תכלילי מקבץ Al₂O₃ משתנים לאלומינטים כדוריים של סידן, משפרים את האניזוטרופיה של הפלדה, מגבירים את קשיחות ההשפעה ב-20%-30% ומאריכים את חיי העייפות ביותר מ-30%.

   יכולת משחק משופרת של הליהוק:קל יותר לצוף ולהסיר תכלילים שהשתנו, מפחיתים את ההסתברות לחסימת חרירים (מ-30% בשיטת הזרקת אבקה מתחת ל-5%), מגבירים את מהירות היציקה הרציפה ב-10%-15%, הימנעות מתאונות הפסקות יציקה הנגרמות מגמת זרבובית ושיפור יעילות הייצור.

V. תרחישי יישום

   דרגות פלדה ליישום עיקרי:פלדת פחמן נמוכה-, פלדת פחמן אולטרה-נמוכה-(כגון פלדת IF), פלדת סיליקון נמוכה-, ברז חזק-גבוה (HRB400 ומעלה), פלדת מיסבים, פלדת צינור וכו', מתאימה במיוחד לייצור פלדה טהורה עם דרישות מחמירות על המורפולוגיה וההרכב, הדיוק של ההכללות, הכמות.

 תהליכי התכה מרכזיים:זיקוק מצקת (תנור LF, תנור RH), טיפול בסידן לפני יציקה מתמשכת; ניתן להשתמש בשילוב עם סידן-חוט ליבות סיליקון וחוט בעל ליבות אלומיניום כדי להשיג תהליך זיקוק מלא של "התחמצנות-הסרת גופרית-שינוי הכללה"; זה יכול לשמש גם לטיפול מקדים של ברזל מותך וברזל רקיע כדי לשפר את ביצועי היציקה.

    מגמות יישום בתעשייה:ככל שתעשיית הפלדה מתפתחת לקראת טכנולוגיות-יוקרתיות וירוקות, שיעור ייצור הפלדה-הנמוכה בגופרית ופלדה נקייה יגדל מ-35% ב-2020 ל-50% ב-2025. הביקוש בשוק לחוטי סידן- עם ליבת ברזל צפוי לגדול בקצב שנתי ממוצע של 8%-10% לחומר מפתח לתחרותי פלדה, ויהפוך למוצר עזר תחרותי.

VI. אמצעי זהירות לשימוש

בקרת תהליך הזנת חוטים:נדרשת ערבוב גז ארגון (עוצמת ערבוב 0.5-1.0 m³/(דקה t)) כדי להבטיח מגע ותגובה מספקת בין חומר הליבה לפלדה מותכת. עומק הזנת התיל צריך להגיע לפחות ל-2/3 מגובה הפלדה המותכת כדי למנוע התכה מוקדמת של חומר הליבה בשכבת הסיגים, דבר שישפיע על ניצול הסידן.

   בקרת תוספת סידן:יש לחשב את כמות החוט המוזן על סמך תכולת הגופרית הראשונית ([S]₀) של הפלדה המותכת. בדרך כלל, תוספת הסידן לטון פלדה היא 0.2-0.5 ק"ג. תוספת סידן מוגזמת עלולה ליצור בקלות תכלילי CaO בגודל-גדולים, ולהשפיע לרעה על איכות הפלדה. יש צורך בהתאמות בזמן אמת באמצעות ניטור הרכב מקוון.

   אחסון והובלה:אחסן במחסן יבש ומאוורר- היטב כדי למנוע ספיגת לחות וחמצון של חומר הליבה (סידן מגיב בקלות עם מים ויוצר Ca(OH)₂, ומפחית את פעילותו). הימנע מהתנגשויות אלימות במהלך הובלה כדי למנוע נזק לרצועת הפלדה ודליפה של אבקת הליבה.