Силикокальций в Минске

Силикокальций: раскислитель и модификатор для внепечной обработки стали

Силикокальций комплексная лигатура на основе кремния и кальция, применяемая в черной металлургии для раскисления, десульфурации и модифицирования стали. В отличие от ферросилиция, который только раскисляет металл, силикокальций обеспечивает дополнительное рафинирование от серы и неметаллических включений, а также улучшает морфологию сульфидов. Это делает его востребованным при производстве ответственных марок стали для трубопроводного транспорта, судостроения, мостостроения и энергетического машиностроения.

Химический состав и маркировка

Основные компоненты сплава кальций (Ca) и кремний (Si). Содержание кальция в товарных марках варьируется от 10 до 30 %, кремния от 40 до 60 %. Остальное приходится на железо и примеси: алюминий, углерод, фосфор, серу. По ГОСТ 4762-71 выпускаются марки СК10, СК15, СК20, СК25, СК30, где цифра указывает на среднее содержание кальция в процентах.

Ключевые требования к качеству лигатуры минимальное содержание фосфора (не более 0,05 %) и серы (не более 0,05 %), поскольку эти элементы ухудшают пластические свойства стали. Контроль гранулометрического состава обязателен: для инжекционной подачи в ковш используется фракция от 2 до 20 мм, для загрузки в печь от 20 до 80 мм.

Механизм действия при внепечной обработке

Кальций в составе лигатуры обладает высоким сродством к кислороду и сере. При введении силикокальция в стальной расплав происходят следующие процессы:

• раскисление металла с образованием легкоплавких кальциевых алюминатов, которые всплывают в шлак;
• десульфурация перевод серы в сульфид кальция CaS, нерастворимый в стали;
• модифицирование оксидных включений перевод тугоплавких глиноземистых включений AlO в жидкие алюминаты кальция;
• глобуляризация сульфидов предотвращение образования вытянутых сульфидных строчек, снижающих ударную вязкость.

Эффективность обработки зависит от способа ввода. Наиболее полное усвоение кальция (от 20 до 35 %) достигается при инжекции порошковой проволоки с наполнителем из силикокальция в ковш с инертным газом. При загрузке кускового материала в печь усвоение кальция не превышает 1015 % из-за высокого давления паров кальция и его испарения.

Технологические параметры применения

Температура плавления силикокальция составляет от 980 до 1250 C, плотность от 2,4 до 2,6 г/см. Низкая плотность способствует хорошему растворению в расплаве, но требует принудительного перемешивания для равномерного распределения. Расход лигатуры зависит от требуемой степени раскисления и исходного содержания серы:

• для рядового раскисления от 1,0 до 1,5 кг/т стали;
• для глубокой десульфурации от 2,0 до 3,5 кг/т стали;
• для модифицирования включений в трубных сталях от 1,5 до 2,5 кг/т стали.

Оптимальная температура обработки от 1580 до 1620 C. При более низких температурах возрастает вязкость шлака и ухудшается усвоение кальция, при перегреве выше 1650 C усиливается испарение кальция и снижается эффективность обработки.

Сравнение марок силикокальция

Применение в различных отраслях металлургии

Силикокальций используется в электросталеплавильном и конвертерном производстве для обработки стали в ковше. Основные области применения:

• производство трубных марок стали классов прочности К52К65 для магистральных газопроводов;
• выплавка судостроительной и мостостроительной стали с требованиями по ударной вязкости при отрицательных температурах;
• изготовление железнодорожных рельсов и колесных пар с повышенной контактной выносливостью;
• производство нефтепромыслового оборудования, работающего в средах с сероводородом;
• выплавка нержавеющих и жаропрочных сплавов для энергетического машиностроения.

В литейном производстве силикокальций применяется для модифицирования чугуна с шаровидным графитом, а также для раскисления медных и никелевых сплавов. В производстве ферросплавов лигатура используется как восстановитель при выплавке ферровольфрама и ферромолибдена.

Формы поставки и упаковка

Силикокальций поставляется в трех основных формах: кусковой (от 20 до 80 мм) в мешках по 50 кг или мягких контейнерах МКР по 1000 кг; дробленый (от 5 до 50 мм) в МКР; порошковый (от 0,2 до 2,0 мм) для изготовления порошковой проволоки. Для инжекционной подачи используется порошковая проволока диаметром от 9 до 13 мм с наполнителем из силикокальция фракции от 0,2 до 1,5 мм. Хранение лигатуры требует защиты от влаги, поскольку при контакте с водой выделяется ацетилен и водород, что создает пожароопасность.

Вопросы и ответы (FAQ)