Силикокальций СК10: состав, фракции и применение в металлургии
Силикокальций СК10 — лигатура на основе кремния и кальция, выпускаемая по ГОСТ 4762-71. Массовая доля кальция в марке СК10 составляет не менее 10 %, кремния — 50–60 %, железа — остальное. Сплав выплавляют в рудно-термических печах восстановительным способом, что обеспечивает стабильный химический состав и низкое содержание примесей цветных металлов. Материал поставляется в виде слитков, чушки или дробленой фракции с регламентированным гранулометрическим составом.
Ключевое назначение СК10 — раскисление, модифицирование и десульфурация стали и чугуна. Кальций обладает высоким сродством к кислороду и сере, поэтому введение лигатуры в расплав связывает эти элементы в тугоплавкие соединения, переходящие в шлак. Одновременно кремний выполняет функцию раскислителя, снижая угар кальция за счет совместного действия двух элементов. Такая комбинация позволяет уменьшить содержание кислорода и серы в готовом металле без применения дорогостоящих редкоземельных добавок.
Технические характеристики СК10
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ca | 10–13 % | титрование | десульфурация | основной показатель |
| Массовая доля Si | 50–60 % | гравиметрия | раскисление | снижает угар Ca |
| Массовая доля Fe | остальное | расчет | баланс | — |
| Массовая доля S | 0,03 % | спектральный | примесь | ограничивается |
| Фракция | 20–50 мм | ситовой анализ | подача в ковш | по заказу |
| Плотность | 2,5–3,0 г/см | гидростатика | погружение | справочно |
Фракционный состав и упаковка
Для ввода в расплав применяют дробленый СК10 с регламентированным размером куска. Мелкие фракции быстрее растворяются, но сильнее угорают; крупные куски требуют больше времени на усвоение. Оптимальный диапазон подбирают под способ ввода — в ковш, в изложницу или в струю металла при непрерывной разливке.
- 0–5 мм — для порошковой проволоки и инжекционных установок;
- 5–20 мм — для ввода в ковш при внепечной обработке;
- 20–50 мм — для загрузки в сталеразливочный ковш;
- 50–100 мм — для ваграночной плавки чугуна;
- биг-бэги 1000 кг — для механизированной подачи;
- стальные барабаны 100–200 кг — для малых партий.
Применение в металлургических переделах
В кислородно-конвертерном и электродуговом производстве СК10 вводят на выпуске плавки или в агрегате ковш-печь. Лигатура обеспечивает снижение серы до 0,005–0,015 % и модифицирование неметаллических включений, переводя их в глобулярную форму. Это повышает ударную вязкость и сопротивление усталостному разрушению металла, работающего при циклических нагрузках.
В чугунолитейном производстве СК10 применяют для графитизирующего модифицирования и десульфурации. Введение лигатуры в ковш перед заливкой форм улучшает структуру отливок, снижает отбел и повышает механические свойства чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом. Для высокопрочного чугуна СК10 часто используют в комбинации с магнийсодержащими лигатурами.
В производстве стали для трубопроводной арматуры, железнодорожных колес, рельсов и подшипников лигатура обеспечивает изотропность свойств и снижение анизотропии ударной вязкости. При непрерывной разливке ввод СК10 через порошковую проволоку стабилизирует процесс, уменьшает зарастание каналов дозаторов и снижает количество поверхностных дефектов заготовки.
Условия хранения и техника безопасности
Силикокальций СК10 хранят в закрытых сухих складах, исключая контакт с влагой. При взаимодействии с водой возможно выделение фосфина и ацетилена, поэтому увлажненную лигатуру перед загрузкой в расплав просушивают. Куски размером менее 5 мм склонны к окислению на воздухе, их хранят в герметичной таре. При дроблении образуется мелкодисперсная пыль, требующая местной вытяжной вентиляции и применения респираторов.
Вопросы и ответы
Какое содержание кальция соответствует марке СК10?
По ГОСТ 4762-71 массовая доля кальция в СК10 составляет 10–13 %. Нижняя граница 10 % определяет маркировку, верхняя ограничена технологией выплавки.
Чем СК10 отличается от СК20 и СК30?
Марки различаются долей кальция: СК20 содержит 20–25 %, СК30 — 30–35 %. Чем выше содержание Ca, тем сильнее десульфурирующее действие, но выше стоимость и склонность к угару.
Какую фракцию СК10 выбирают для порошковой проволоки?
Для порошковой проволоки применяют фракцию 0–5 мм с ограничением по влажности. Мелкая фракция обеспечивает равномерное заполнение оболочки и стабильную подачу в расплав.
Допускается ли ввод СК10 в вагранку?
Да, при выплавке чугуна лигатуру вводят в ковш или в вагранку в зависимости от требуемой степени десульфурации. Для ваграночной плавки используют фракцию 50–100 мм.
