Силикокальций СК20: состав, фракции и применение в металлургии
Силикокальций СК20 — лигатура на основе кремния и кальция, выпускаемая по ГОСТ 4762-71. Массовая доля кальция в марке СК20 составляет не менее 20 %, кремния — 50–60 %, железа — остальное. Сплав получают карботермическим восстановлением в рудно-термических печах; структура слитка представлена силицидами кальция CaSi и CaSi в кремниевой матрице. Температура плавления находится в диапазоне 980–1030 C, насыпная плотность — 2,3–2,6 т/м.
Технические характеристики СК20
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ca | 20–24 % | ГОСТ 4762-71 | Глубина раскисления | Минимум по марке |
| Массовая доля Si | 50–60 % | Титриметрия | Тепловой баланс плавки | Основная фаза |
| Массовая доля Fe | не более 25 % | ГОСТ 4762-71 | Балластный компонент | Остаток |
| Фракция 20–50 мм | основная поставка | Сита по ТУ | Подача в ковш | Сыпучесть |
| Температура плавления | 980–1030 C | ДТА | Кинетика растворения | Ниже стали |
Фракционный состав и упаковка
Лигатура поставляется в дробленом виде с нормированным гранулометрическим составом. Для ввода в ковш и в промежуточный ковш МНЛЗ применяют разные фракции, что определяет скорость усвоения кальция расплавом.
- 0–2 мм — порошковая проволока, наполнение тракта «ковш-печь»;
- 2–20 мм — инжекция через фурму, обработка стали в ковше;
- 20–50 мм — загрузка в ковш при выпуске плавки;
- 50–100 мм — загрузка в конвертер и электропечь;
- биг-бэги 1000 кг, стальные барабаны 100–200 кг.
Металлургические функции
Кальций в составе СК20 обладает высоким сродством к кислороду и сере, что обеспечивает связывание этих элементов в тугоплавкие соединения. При вводе в сталь образуются алюминаты кальция с низкой температурой плавления, которые переходят в шлак и не отлагаются на стенках разливочных стаканов. Это снижает зарастание каналов при непрерывной разливке и стабилизирует расход металла через дозатор.
Модифицирование силикокальцием СК20 изменяет морфологию неметаллических включений: глобулярные включения вместо строчечных сульфидов повышают ударную вязкость при отрицательных температурах. Обработку ведут в агрегатах ковш-печь, вакууматорах и на установках инжекции порошковой проволокой.
Области применения
- раскисление и десульфурация конструкционных и трубных марок стали;
- модифицирование стали для непрерывнолитых заготовок сортовых МНЛЗ;
- обработка рельсовой и колесной стали в ковше;
- производство низколегированных сталей для мостостроения и судостроения;
- раскисление в литейных цехах при получении отливок ответственного назначения.
Условия хранения и дозирования
Лигатуру хранят в закрытых сухих складах: контакт с влагой приводит к гидратации силицидов кальция и выделению ацетилена, что создает пожароопасность. Дозирование ведут по расчету извлечения кальция — 15–25 % при вводе в ковш и до 30 % при инжекции порошковой проволокой. Расход на обработку стали составляет 1,5–3,5 кг/т в зависимости от исходного содержания серы и кислорода.
Вопросы и ответы
Чем СК20 отличается от СК30?
Марка СК30 содержит не менее 30 % кальция, что повышает удельную эффективность на единицу массы, но увеличивает стоимость. СК20 применяют там, где требуется меньшая концентрация кальция в лигатуре и стабильный фракционный состав.
Какая фракция СК20 подходит для порошковой проволоки?
Для наполнения порошковой проволоки используют фракцию 0–2 мм с ограничением по влажности. Крупные классы засыпают непосредственно в ковш при выпуске плавки.
Почему силикокальций нельзя хранить во влажном помещении?
Силициды кальция реагируют с влагой с образованием гидроксида кальция и ацетилена. Выделение горючего газа в замкнутом объеме создает взрывоопасную концентрацию.
Какой расход СК20 при внепечной обработке стали?
Типовой расход — 1,5–3,5 кг/т стали. Точное значение рассчитывают по балансу кальция с учетом степени усвоения и требуемого содержания серы.
