Силикокальций СК15: состав, фракции и применение в металлургии
Силикокальций СК15 — лигатура на основе кремния и кальция, выпускаемая по ГОСТ 4762-71. Массовая доля кальция в марке СК15 составляет 15–20 %, кремния — 50–60 %, железа — не более 25 %. Суммарное содержание примесей (алюминий, углерод, сера, фосфор) регламентируется и не превышает 5 %. Материал получают карботермическим восстановлением кварцита и извести в рудно-термических печах; расплав разливают в изложницы и дробят на товарные фракции.
СК15 относится к раскислителям-модификаторам комплексного действия. Кальций снижает упругость пара и активность кислорода в расплаве, кремний связывает кислород в легковсплывающие силикаты. Совместное введение двух элементов обеспечивает глубокое раскисление и глобуляризацию неметаллических включений, что повышает ударную вязкость и изотропность свойств готового металла.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ca | 15–20 % | титрование | глубокое раскисление | основной показатель марки |
| Массовая доля Si | 50–60 % | гравиметрия | связывание кислорода | баланс лигатуры |
| Массовая доля Fe | 25 % | спектральный | балласт | ограничивается |
| Плотность | 2,8–3,1 г/см | гидростатика | погружение в расплав | ниже стали |
| Фракция | 20–50 мм | ситовой анализ | подача в ковш | основная поставка |
| Температура плавления | 1180–1250 C | ДТА | растворение в стали | зависит от состава |
Фракционный состав и упаковка
- 0–5 мм — порошок для порошковой проволоки и инжекционных установок;
- 5–20 мм — ковшовая обработка стали в дуговых печах;
- 20–50 мм — основная фракция для ввода в сталеразливочный ковш;
- 50–100 мм — загрузка в конвертер и электропечь;
- поставка в стальных барабанах, биг-бэгах или мешках по согласованию.
Области применения
СК15 применяют при внепечной обработке конструкционных, трубных и подшипниковых марок стали. Ввод лигатуры в ковш на установке «печь-ковш» обеспечивает снижение содержания кислорода до 0,002–0,004 % и модифицирование сульфидных включений. В производстве рельсовой стали фракция 20–50 мм подаётся в ковш при выпуске плавки, что уменьшает анизотропию механических свойств проката.
В литейном производстве СК15 вводят в ковш при модифицировании высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, а также в шихту для получения чугуна с вермикулярным графитом. В непрерывной разливке сортовой заготовки лигатура снижает склонность к образованию трещин за счёт глобуляризации оксисульфидных включений. В электрошлаковом переплаве СК15 корректирует состав шлака и стабилизирует электрический режим.
Условия хранения и техника безопасности
Материал хранят в закрытых сухих складах при относительной влажности не выше 70 %. При контакте с влагой силикокальций гидролизуется с выделением ацетилена и фосфина, поэтому перед загрузкой в печь куски должны быть сухими. При дроблении и просеве образуется мелкодисперсная пыль, требующая аспирации и применения респираторов класса защиты не ниже P2. Температура воспламенения пыли — 430–470 C.
Вопросы и ответы
Чем СК15 отличается от СК25 и СК30?
Марки различаются массовой долей кальция: СК15 содержит 15–20 % Ca, СК25 — 20–25 %, СК30 — 25–30 %. С ростом содержания кальция увеличивается раскисляющая способность, но снижается плотность и усложняется ввод в расплав.
Какая фракция СК15 подходит для порошковой проволоки?
Для наполнения порошковой проволоки применяют фракцию 0–5 мм с ограничением по влажности. Более крупные куски не проходят через калибрующее устройство и нарушают равномерность подачи.
Какой расход СК15 при внепечной обработке стали?
Типовой расход составляет 1,5–3,0 кг на тонну стали в зависимости от исходного содержания кислорода и серы. Точная норма определяется по результатам проб на конкретной плавке.
Допускается ли ввод СК15 в конвертер вместе с шихтой?
Ввод в конвертер неэффективен из-за окислительной атмосферы и высокого угара кальция. Лигатуру подают в сталеразливочный ковш или на установку доводки стали.
