硅钙合金(silicon-calcium alloys)

硅和钙组成的二元合金，属铁合金范畴。它的主成分为硅和钙，还含有不同数量的铁、铝、碳、硫和磷等杂质。钢铁工业用作钙添加剂、脱氧剂、脱硫剂和非金属夹杂物的变性剂。铸铁工业用作孕育剂和变性剂。硅钙合金按钙、硅含量的不同区分为：[1] 

牌号 Ca（不小于） Si

Ca31Si60 31 50~65

Ca28Si60 28 50~65

Ca24Si60 24 55~65

Ca20Si55 20 50~60

Ca16Si55 16 50~60

其他杂质按不同用途另有规定。此外，在硅钙合金的基础上，添加其他元素，组成三元或多元复合合金。如Si-Ca-Al；Si-Ca-Mn；Si-Ca-Ba等，用作钢铁冶金的脱氧剂、脱硫剂、脱氮剂和合金剂。

性质

钙为碱土金属，原子量为40.08，外层电子结构为4S2，密度(20℃)1.55g/cm3，熔点839士2℃，沸点1484℃。钙的蒸气压与温度的关系式为

lnpCa=25.7691-20283.9T-1-1.0216lnT

式中pCa为钙的蒸气压，Pa；T为温度，K。硅与钙生成3种化合物，即CaSi、Ca2Si和CaSi2。CaSi(41.2%Si)在高温下稳定。Ca2Si(29.5%Si)是Ca与CaSi间在低于910℃时生成的包晶化合物。CaSi2(58.36%Si)是CaSi与Si间在低于1020℃时生成的包晶化合物。工业生产的硅钙合金的相组成为CaSi2约77%，CaSi 5%～15%，Si自由<20%，SiC<8%。含Ca 30%～33%，Fe约5%的硅钙合金的密度约为2.2g/cm3，熔化温度范围为980～1200℃。

用途

由于钙与钢液中的氧、硫、氢、氮和碳等有较强的亲和力，所以硅钙合金主要用于钢液的脱氧、除气和固定硫。硅钙加入钢液后产生强烈的放热效应。钙在钢液中变成钙蒸气，对钢液产生搅拌作用，对非金属夹杂上浮有利。硅钙合金脱氧后，产生颗粒较大且易于上浮的非金属夹杂，同时还改变非金属夹杂的形状和性质。故硅钙合金用于生产洁净钢，氧、硫含量低的优质钢，以及氧、硫含量特低的特殊性能钢。添加硅钙合金可以消除用铝作终脱氧剂的钢在钢包水口的结瘤，和连续铸钢|炼铁的中间罐水口堵塞等问题。在钢的炉外精炼技术中，用硅钙粉剂或芯线进行脱氧、脱硫，使钢中氧和硫的含量降到很低；还可控制钢中硫化物形态，同时提高钙的利用率。在铸铁生产中，硅钙合金除脱氧和净化作用外，还起孕育作用，有助于形成细粒或球状石墨；使灰口铸铁中石墨分布均匀，降低白口倾向；且能增硅、脱硫，改善铸铁质量。