硅钙编辑

化学物质

硅钙

硅钙，不叫硅化钙，含钙22～35%，硅60～65%。YB 525-65规定含钙量分别不小于31%、28%和24%。主要用作铸铁的孕育剂。硅钙合金的还原能力很强，也用作优质钢的脱氧剂。由于钙在炼钢温度下活性很大，效果不易稳定，宜加入某种减缓剂。

作为钢的脱氧剂，多采用硅-钙-钡合金或硅-钙-钡-铝合金，或硅-钙-锰合金。

碱土金属Be、Mg、Ca、Sr和Ba是位于门捷列夫元素周期表小第Ⅱ族元素。原子中电子配置的特点是Be（2s2）、Mg（3s2）、Ca（4s2）、Sr（5s2）和Ba（5s2），这就决定了这些元素与氧有很大的亲和力和在铁中很低的溶解度。碱土金属的溶解度（at%）与温度的关系如下：

图1

1600℃下的液态铁溶解（at%）2.2Mg、0.078Ca、0.018Sr和0.00012Ba。由于碱土金属在纯态时有很高的蒸气压，因而它若以纯态形式用于炼钢和铸造是困难的，同时纯态的碱土金属很昂贵也很短缺。随着冶金工业需求的增加，导致需要以合金形式生产。虽然碱土金属实际上不与铁相互作用，但是它们可以与硅生成热力学稳定的硅化物。因而可以通过冶炼含硅的碱土金属铁合金来解决。

碱土金属的某些热力学性质如右图1所示。

大量生产的是硅钙合金，含有其它碱土金属的含硅铁合金生产量较小。

金属钙及其与硅和其他元素的合金（复合铁合金）广泛用作炼钢的脱氧剂。用钙使铁液脱氧按下式反应：

。

1600℃时，当

时，

。钙的相互作用系数（1600℃）：

。

除了镁和稀土金属以外，钙也可以降低阻碍球化石墨生成的氧含量和硫含量，促进铸件中石墨的球化。钙广泛地用作炼钢和合金的变性剂。用纯钙或它的合金处理金属熔体可以改善金属的物理化学性质，有利于改善成品钢材和铸件中氧化物和硫化物夹杂的形态。

钙存在两种变体：低温下稳定的面心立方晶格

，在737K转变为六方晶格的

。如同其它碱土金属一样，钙有很高的蒸气压。蒸气压

与温度关系的表达式为

，计算结果如下：

温度，K	1273	1473	1673	1778
pCa，kPa	1.837	12.35	53.83	98.97

可以利用钙易气化的性质来生产纯钙。由氧化钙和铝组成的炉料在1-2Pa真空下加热到1200℃，在耐热罐中进行还原反应，

将钙蒸气从反应区抽出，在罐的冷凝区凝聚。

用碳还原氧化钙（石灰）和硅石的方法来生产硅钙。含钙低的硅钙合金采用硅热法。

硅钙

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