Гранулированная шихта 20Б: состав и назначение
Гранулированная шихта 20Б — сыпучий металлургический материал, применяемый для модифицирования и легирования сталей в процессе внепечной обработки. Продукт представляет собой механическую смесь ферросплавов, раскислителей и шлакообразующих компонентов, спрессованных в гранулы заданной фракции. Индекс 20Б указывает на базовую рецептуру с содержанием кремния около 20 % и наличием бария в составе, что обеспечивает комплексное раскисление и десульфурацию металла.
В отличие от порошкообразных аналогов, гранулированная форма исключает пыление при транспортировке и дозировании, повышает усвояемость элементов за счет растворения гранулы в объеме металла, а не на поверхности шлака. Материал поставляется в мешках МКР или мягких контейнерах с полиэтиленовым вкладышем, защищающим от увлажнения и окисления при хранении.
Технология применения в сталеплавильном производстве
Гранулированная шихта 20Б вводится в ковш при выпуске плавки или на установке печь-ковш (УПК) в потоке аргона. Оптимальный размер гранул — 5–20 мм, что обеспечивает быстрое прохождение шлакового слоя и растворение в глубине металлической ванны. Расход материала зависит от исходного содержания серы и кислорода в стали и составляет 2–8 кг на тонну жидкой стали.
Основные технологические эффекты от применения шихты 20Б:
- снижение содержания серы до 0,005–0,010 % при исходном уровне до 0,040 %;
- раскисление металла до активности кислорода 5–15 ppm;
- улучшение морфологии неметаллических включений за счет бария;
- повышение степени усвоения кремния и марганца на 5–10 % относительно ферросплавов в чистом виде;
- стабилизация химического состава стали по кремнию в узких пределах 0,03 %.
Химический состав и физические характеристики
Рецептура шихты 20Б подобрана для обработки низко- и среднеуглеродистых сталей, включая трубные марки и стали для ответственных сварных конструкций. Содержание бария в количестве 1,5–3,0 % способствует рафинированию металла от серы и кислорода при сохранении стабильного раскисляющего потенциала.
| Показатель | Значение | Метод контроля | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля кремния, % | 18–22 | ГОСТ 13230.1 | ТУ 14-5-134 | основной раскислитель |
| Массовая доля бария, % | 1,5–3,0 | атомно-абсорбционный | ТУ 14-5-134 | модификатор включений |
| Массовая доля кальция, % | 2,0–4,0 | титриметрический | ТУ 14-5-134 | десульфуратор |
| Фракция гранул, мм | 5–20 | ситовой анализ | ТУ 14-5-134 | не более 10 % мелочи |
| Насыпная плотность, т/м | 1,8–2,2 | ГОСТ 19440 | ТУ 14-5-134 | для расчета загрузки |
| Влажность, % | не более 0,5 | ГОСТ 28498 | ТУ 14-5-134 | исключает выбросы |
Преимущества перед традиционными раскислителями
Применение гранулированной шихты 20Б позволяет отказаться от раздельного введения ферросилиция ФС65, силикокальция СК15 и плавикового шпата. Совмещение компонентов в одной грануле сокращает продолжительность обработки на УПК на 5–7 минут и снижает удельный расход материалов на 10–15 %. Отсутствие мелкой фракции предотвращает вынос частиц в газоочистку и уменьшает потери металла со шлаком.
Материал эффективен при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП) и конвертерах с доводкой на агрегате ковш-печь. Для сортового и листового проката, включая штрипс для электросварных труб, шихта 20Б обеспечивает требуемый уровень чистоты по неметаллическим включениям согласно ГОСТ 1778 и ASTM E45.
Условия хранения и требования безопасности
Гранулированная шихта 20Б сохраняет свойства при хранении в закрытых складских помещениях с влажностью не более 60 %. Срок хранения в заводской упаковке — 6 месяцев с даты изготовления. При работе с материалом необходимо использовать средства индивидуальной защиты: респиратор типа «Лепесток» и защитные очки, поскольку гранулы содержат щелочноземельные компоненты, способные при контакте с влагой выделять газообразные продукты.
Вопросы и ответы
Для каких марок стали подходит гранулированная шихта 20Б?
Материал применяется для низкоуглеродистых и низколегированных сталей типа 09Г2С, 17Г1С, 20, 35, включая трубные категории прочности К52–К60. Для высоколегированных и нержавеющих сталей использование шихты 20Б нецелесообразно из-за внесения кремния.
Каков оптимальный расход шихты 20Б на тонну стали?
Расход составляет 2–8 кг/т в зависимости от исходного содержания серы и кислорода. При обработке стали с содержанием серы до 0,030 % достаточно 3–4 кг/т, при высокосернистом чугуне — до 8 кг/т.
Чем отличается шихта 20Б от ферросилиция ФС65?
Шихта 20Б содержит комплекс раскислителей и модификаторов — кремний, барий, кальций — в одной грануле, тогда как ФС65 — только кремний. Это обеспечивает более глубокое раскисление и улучшение формы включений.
Как контролируется качество гранулированной шихты при приемке?
Каждая партия проверяется на химический состав, фракционный состав и влажность. Отбор проб выполняется по ГОСТ 27600, анализ кремния — по ГОСТ 13230.1, бария и кальция — атомно-абсорбционным методом.
