Ферросиликомарганец СМн-17: состав, свойства и применение в металлургии
Ферросиликомарганец СМн-17 — комплексный марганцевый лигатурный материал, выплавляемый в рудовосстановительных электропечах и содержащий одновременно марганец и кремний в соотношении, обеспечивающем высокую раскислительную способность. В отличие от раздельного ввода ферромарганца и ферросилиция, сплав СМн-17 позволяет одной операцией снизить содержание кислорода и серы в расплаве, сокращая количество вводимых присадок и теплопотери при внепечной обработке.
Согласно действующей нормативной базе, ферросиликомарганец марки СМн-17 выпускается по ГОСТ 4756-91. Стандарт нормирует массовую долю марганца, кремния, углерода, фосфора и серы, а также гранулометрический состав поставляемых фракций. Марка СМн-17 относится к среднеуглеродным сплавам с регламентированным содержанием углерода, что делает её пригодной для обработки сталей, чувствительных к науглероживанию.
Химический состав и технические параметры
Основу сплава составляет марганец; кремний связан в силицидные фазы, что снижает упругость пара марганца при высоких температурах и повышает степень его усвоения расплавом. Углерод присутствует в связанном состоянии, фосфор и сера — в пределах, ограниченных стандартом. Ниже приведены типовые значения для товарного СМн-17.
| Показатель | Массовая доля, % | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Марганец, Mn | 60–68 | титриметрия | раскисление, легирование | основной элемент |
| Кремний, Si | 15–20 | гравиметрия | связывание кислорода | силицидная фаза |
| Углерод, C | не более 1,5 | кулонометрия | ограничение науглероживания | среднеуглеродный класс |
| Фосфор, P | не более 0,35 | фотометрия | хладноломкость стали | нормируется жёстко |
| Сера, S | не более 0,03 | ИСП-АЭС | снижение сульфидных включений | — |
| Фракция | 10–50 мм | ситовой анализ | усвоение в ковше | по согласованию |
Технологические свойства
Плотность СМн-17 — 5,8–6,4 г/см, температура плавления находится в диапазоне 1200–1280 C, что ниже температуры стали в ковше и обеспечивает быстрое растворение кусков при вводе в струю или в печь. Раскислительная способность сплава выше, чем у стандартного ферромарганца, за счёт совместного действия марганца и кремния: образующиеся силикаты марганца переходят в шлак с низкой температурой плавления и легко удаляются.
Сплав применяют как в электродуговых печах при выплавке конструкционных и низколегированных марок, так и при внепечной обработке на установках ковш-печь и в вакууматорах циркуляционного типа. При обработке на УКП ввод СМн-17 в струю металла при выпуске обеспечивает усвоение марганца на уровне 85–92 %.
Области применения
- Выплавка низколегированных конструкционных сталей в дуговых сталеплавильных печах ДСП-100 и выше.
- Внепечная обработка на агрегатах ковш-печь для сталей марок 09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД.
- Производство трубной заготовки на непрерывных МНЛЗ с защитой металла от вторичного окисления.
- Раскисление и легирование марганцовистых сталей для горно-шахтного и железнодорожного литья (110Г13Л).
- Обработка стали в вакуумных дегазаторах циркуляционного и поршневого типов.
- Производство сварочных флюсов и электродных покрытий марганцовистого типа.
Условия поставки и хранения
СМн-17 поставляется навалом или в металлических контейнерах, фракции согласовываются отдельно: 10–50 мм, 20–80 мм, 2–10 мм. Материал хранят в закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %; при длительном хранении на открытых площадках возможно увлажнение и окисление поверхности кусков с образованием гидроксидов марганца, что снижает усвоение при вводе в расплав. Перед использованием рекомендуется прокалка при 300–400 C.
Вопросы и ответы
Чем СМн-17 отличается от ферромарганца ФМн78?
СМн-17 содержит 15–20 % кремния, что обеспечивает совместное раскисление марганцем и кремнием и более высокое усвоение марганца — 85–92 % против 75–80 % у ФМн78 при раздельном вводе.
Для каких марок стали недопустимо применение СМн-17?
Для сталей с ограничением по кремнию, например электротехнических изотропных и анизотропных марок, где ввод кремния через лигатуру нарушает регламентированный химсостав.
Какая фракция СМн-17 оптимальна для обработки в ковше?
Для ввода в струю металла при выпуске применяют фракцию 10–50 мм; для обработки на УКП через трайб-аппарат — 2–10 мм, обеспечивающую стабильную подачу пневмотранспортом.
Как нормируется фосфор в СМн-17?
ГОСТ 4756-91 ограничивает массовую долю фосфора значением не более 0,35 %; при выплавке сталей с повышенными требованиями к хладноломкости поставщик согласовывает партии с P 0,20 %.
