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Na indústria siderúrgica, os fios com núcleo desempenham um papel crucial na melhoria da qualidade e das propriedades do aço. Dois tipos de fios com núcleo comumente usados são o Fio com núcleo de sílica e cálcio e o Fio com núcleo de alumínio e cálcio. Cada um tem suas próprias características, vantagens e aplicações exclusivas. Este artigo tem como objetivo comparar esses dois tipos de fios com núcleo para ajudar os produtores de aço a tomar decisões mais informadas.
O Fio com núcleo de sílica e cálcio consiste em uma bainha de aço preenchida com uma mistura de silício (Si) e cálcio (Ca). O silício é um forte desoxidante e um agente grafitizante no aço. O cálcio pode modificar a forma das inclusões não metálicas, reduzindo seus efeitos nocivos nas propriedades mecânicas do aço. A combinação de silício e cálcio no fio com núcleo oferece múltiplas funções durante o processo de fabricação do aço.
O Fio com núcleo de alumínio e cálcio é composto por uma bainha de aço que envolve uma mistura de alumínio (Al) e cálcio. O alumínio é um desoxidante extremamente eficaz e também pode formar estruturas de grão fino no aço, melhorando sua resistência e tenacidade. O cálcio neste fio com núcleo tem uma função semelhante à do Fio com núcleo de sílica e cálcio, que é modificar as inclusões.
O silício no Fio com núcleo de sílica e cálcio tem uma capacidade de desoxidação relativamente alta. Ele pode reagir com o oxigênio no aço fundido para formar dióxido de silício (SiO₂), que é então removido do aço. No entanto, sua capacidade de desoxidação não é tão forte quanto a de alguns outros elementos. O cálcio no fio pode melhorar ainda mais o efeito de desoxidação reagindo com oxigênio e enxofre, mas, no geral, sua eficiência de desoxidação é moderada em comparação com o Fio com núcleo de alumínio e cálcio.
O alumínio é um desoxidante mais poderoso do que o silício. Quando o Fio com núcleo de alumínio e cálcio é adicionado ao aço fundido, o alumínio reage rapidamente com o oxigênio para formar óxido de alumínio (Al₂O₃). Essa reação é altamente exotérmica, o que ajuda a manter a temperatura do aço fundido. A alta eficiência de desoxidação do alumínio torna o Fio com núcleo de alumínio e cálcio uma escolha preferida quando é necessária uma desoxidação de alto nível.
O cálcio no Fio com núcleo de sílica e cálcio pode reagir com enxofre e oxigênio no aço para formar inclusões esféricas contendo cálcio. Essas inclusões esféricas são menos prejudiciais às propriedades mecânicas do aço em comparação com as inclusões angulares. O silício no fio também pode afetar a formação e as propriedades das inclusões, promovendo a formação de uma morfologia de inclusão mais favorável. No entanto, o efeito de modificação pode ser limitado em alguns aços com alto teor de enxofre ou alto teor de oxigênio.
O Fio com núcleo de alumínio e cálcio é muito eficaz na modificação de inclusões. O cálcio pode transformar as inclusões de alumina (formadas durante o processo de desoxidação pelo alumínio) em aluminatos de cálcio de baixo ponto de fusão. Isso reduz a tendência das inclusões de alumina de entupir os bicos do distribuidor durante a fundição contínua. A combinação de alumínio e cálcio também pode modificar outros tipos de inclusões, melhorando a limpeza geral e a qualidade do aço.
- Produção geral de aço: É amplamente utilizado na produção de aço carbono e alguns aços de baixa liga. Nesses aços, os efeitos moderados de desoxidação e modificação de inclusões do Fio com núcleo de sílica e cálcio podem atender aos requisitos de qualidade, mantendo o custo relativamente baixo.
- Aços com teor médio de enxofre e oxigênio: Para aços com níveis médios de enxofre e oxigênio, o Fio com núcleo de sílica e cálcio pode reduzir efetivamente os efeitos nocivos dessas impurezas e melhorar as propriedades mecânicas do aço.
- Produção de aço de alta qualidade: É comumente usado na produção de aços de alta qualidade, como aço inoxidável, aço elétrico e aço estrutural de liga. As altas capacidades de desoxidação e modificação de inclusões do Fio com núcleo de alumínio e cálcio podem garantir a alta limpeza e as excelentes propriedades mecânicas desses aços.
- Processo de fundição contínua: Na fundição contínua de aço, o Fio com núcleo de alumínio e cálcio é frequentemente usado para evitar o entupimento dos bicos causado por inclusões de alumina. Ao modificar as inclusões em compostos de baixo ponto de fusão, ele melhora a estabilidade do processo de fundição e a qualidade da superfície dos produtos fundidos.
As matérias-primas para o Fio com núcleo de sílica e cálcio, como compostos de silício e cálcio, são relativamente abundantes e menos caras em comparação com o alumínio. Como resultado, o Fio com núcleo de sílica e cálcio geralmente tem um custo menor, tornando-o uma opção atraente para os produtores de aço que buscam reduzir os custos de produção sem sacrificar muito a qualidade.
O custo do Fio com núcleo de alumínio e cálcio é relativamente maior devido ao preço mais alto do alumínio. No entanto, em aplicações onde o aço de alta qualidade é necessário, os benefícios do uso do Fio com núcleo de alumínio e cálcio, como propriedades mecânicas aprimoradas e melhor desempenho de fundição, geralmente superam o custo adicional.
Tanto o Fio com núcleo de sílica e cálcio quanto o Fio com núcleo de alumínio e cálcio têm suas próprias vantagens e são adequados para diferentes cenários de fabricação de aço. O Fio com núcleo de sílica e cálcio é uma opção econômica para a produção geral de aço e aços com níveis médios de impurezas, oferecendo efeitos moderados de desoxidação e modificação de inclusões. Por outro lado, o Fio com núcleo de alumínio e cálcio é a melhor escolha para a produção de aço de alta qualidade e o processo de fundição contínua, fornecendo desoxidação de alta eficiência e excelente modificação de inclusões. Os produtores de aço devem considerar cuidadosamente os requisitos específicos de seus produtos de aço, incluindo qualidade, custo e processo de produção, ao escolher entre esses dois tipos de fios com núcleo.