Кальциевая инжекционная проволока Ca99: состав и назначение
Кальциевая инжекционная проволока Ca99 — это порошковая проволока с наполнителем из металлического кальция чистотой не менее 99%. Она предназначена для внепечной обработки расплава методом порошковой инжекции. В отличие от силикокальциевых составов, проволока Ca99 обеспечивает ввод в сталь чистого кальция без сопутствующего легирования кремнием, что критично для производства низкокремнистых марок стали и контроля неметаллических включений.
Конструктивно проволока представляет собой стальную оболочку из низкоуглеродистой ленты, заполненную гранулированным кальцием фракции 0,5–2,0 мм. Масса наполнителя на метр погонный варьируется в диапазоне 55–65 г/м при диаметре 9 мм и 70–80 г/м при диаметре 13 мм. Плотность набивки и герметичность шва обеспечивают стабильную глубину растворения и исключают преждевременное всплытие кальция на зеркало металла.
Технология ввода и усвоение кальция
Инжекция проволоки Ca99 осуществляется через трайбаппарат в ковш с металлом под защитой аргона. Глубина ввода составляет 2,5–4,0 м от уровня шлака, что обеспечивает гидростатическое давление, достаточное для растворения кальция в объеме расплава. Оптимальная скорость подачи — 120–180 м/мин для проволоки диаметром 9 мм и 90–140 м/мин для диаметра 13 мм.
Усвоение кальция при использовании Ca99 достигает 15–25%, что выше показателей силикокальция (СК15, СК30) на 5–10 процентных пунктов. Это объясняется отсутствием оксидной фазы в наполнителе и минимальным газовыделением при растворении. Металлический кальций активно взаимодействует с растворенным кислородом и серой, формируя оксидные и оксисульфидные включения, которые модифицируются в глобулярные алюминаты кальция с температурой плавления ниже температуры разливки.
Влияние на качество металлопродукции
Обработка кальциевой проволокой Ca99 направлена на решение следующих металлургических задач:
- глобуляризация корундовых включений AlO в легкоплавкие алюминаты кальция, предотвращающая зарастание разливочных стаканов МНЛЗ;
- снижение содержания растворенной серы до 0,002–0,005% при условии предварительного рафинирования;
- контроль морфологии сульфидных включений для повышения пластических свойств проката;
- улучшение разливаемости стали на сортовых и слябовых МНЛЗ за счет снижения температуры ликвидуса неметаллической фазы;
- минимизация анизотропии механических свойств в толстолистовом прокате и трубной продукции.
Применение в производстве сталей
Кальциевая проволока Ca99 применяется при обработке низкоуглеродистых, низколегированных и среднеуглеродистых марок стали, предназначенных для ответственных изделий. Основные потребители — производители труб большого диаметра класса прочности до К70, судостроительной стали категорий А–Е, мостостроительных сталей и автолистового проката. Также проволока используется в производстве рельсовой стали и проката для нефтегазового сортамента.
Температура металла перед инжекцией должна составлять 1580–1650 C в зависимости от марки стали и типа разливочного агрегата. Продолжительность обработки одной партии — 3–8 минут, после чего рекомендуется выдержка 5–10 минут для гомогенизации состава и всплытия продуктов рафинирования.
| Параметр | Ca99, 9 мм | Ca99, 13 мм | СК15 (сравнение) | СК30 (сравнение) |
|---|---|---|---|---|
| Масса наполнителя, г/м | 55–65 | 70–80 | 50–60 | 65–75 |
| Содержание Ca в наполнителе, % | 99 | 99 | 14–17 | 28–32 |
| Усвоение кальция, % | 15–25 | 15–25 | 8–15 | 10–18 |
| Толщина оболочки, мм | 0,8–1,0 | 1,0–1,2 | 0,8–1,0 | 0,8–1,0 |
Условия хранения и требования безопасности
Кальций относится к щелочноземельным металлам и активно реагирует с влагой с выделением водорода. Проволока Ca99 поставляется в герметичных барабанах с влагопоглотителем, исключающим контакт наполнителя с атмосферной влагой. Хранение осуществляется в крытых складских помещениях при температуре не выше +35 C и относительной влажности не более 60%. Срок хранения — 6 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий транспортировки.
При проведении инжекции необходимо исключить попадание воды в зону обработки и обеспечить эффективную аспирацию над ковшом. Остатки оболочки после растворения переходят в шлак и не требуют специальной утилизации. Работы с проволокой ведутся с применением средств индивидуальной защиты: термостойких перчаток, защитных очков и спецодежды.
Вопросы и ответы
Чем Ca99 отличается от силикокальциевой проволоки?
Ca99 содержит чистый металлический кальций без кремния, что исключает дополнительное легирование расплава. Усвоение кальция выше на 5–10 п.п., а расход проволоки на тонну стали снижается на 20–30% при одинаковом целевом содержании кальция.
Для каких марок стали применяется Ca99?
Проволока используется для низкоуглеродистых, низколегированных и среднеуглеродистых сталей, включая трубные марки до К70, судостроительные, мостостроительные и автолистовые стали, где требуется контроль неметаллических включений.
Какой диаметр проволоки выбрать для ковша 100 т?
Для ковшей вместимостью 50–150 т оптимален диаметр 13 мм с массой наполнителя 70–80 г/м. Для ковшей до 50 т и установок доводки стали достаточно диаметра 9 мм.
Какая глубина ввода проволоки требуется?
Глубина ввода должна составлять 2,5–4,0 м от уровня шлака. При меньшей глубине кальций не успевает раствориться и всплывает, что снижает усвоение до 5–8%.
