Силикокальций СК25 в Минске

Силикокальций СК25 — лигатура для раскисления и модифицирования стали

Силикокальций СК25 — ферросплавная лигатура на основе кремния и кальция, применяемая для внепечной обработки расплавов чёрных металлов. Марочный состав регламентируется требованиями к содержанию кальция на уровне 23–28% (номинал — 25%), что определяет его позиционирование как высококальциевого раскислителя с выраженным модифицирующим действием. В отличие от составов с пониженным содержанием Ca (СК15, СК10), СК25 обеспечивает более глубокую десульфурацию и глобуляризацию неметаллических включений при меньшем удельном расходе.

Химический состав и структурные особенности

Основные компоненты сплава — кальций и кремний, доля которых в сумме достигает 90–95%. Кальций в составе силикокальция находится в связанном состоянии с кремнием, образуя силициды CaSi и CaSi. Такая химическая связь снижает температуру плавления лигатуры до 980–1100 C и обеспечивает постепенное растворение кальция в стальном расплаве без пироэффекта, характерного для чистого металлического кальция.

Содержание примесей в СК25 ограничено: алюминий — не более 1,5%, углерод — до 1,0%, фосфор и сера — в пределах 0,04–0,05% каждый. Нормируемый фракционный состав варьируется от 5 до 50 мм в зависимости от способа ввода — порошковой проволокой, вдуванием в струе аргона или навалкой в ковш.

Механизм раскисления и модифицирования

При вводе СК25 в стальной расплав кальций взаимодействует с растворённым кислородом и серой, формируя неметаллические фазы CaO, CaS и алюминаты кальция. Ключевое преимущество высококальциевого состава — смещение равновесия реакции десульфурации в сторону образования сульфида кальция, который не растворяется в стали и переходит в шлаковую фазу. Это обеспечивает снижение содержания серы до 0,005% и ниже при обработке в ковше-печи.

Одновременно кальций модифицирует глинозёмные включения AlO, образующиеся при раскислении алюминием. Твёрдые корундовые частицы с температурой плавления выше 2000 C трансформируются в жидкие алюминаты кальция с температурой плавления 1200–1400 C. Такие включения коагулируют и всплывают в шлак, что предотвращает засорение разливочного стакана и улучшает разливаемость стали на МНЛЗ.

Применение в металлургических процессах

Силикокальций СК25 востребован при производстве ответственных марок стали, где требования к чистоте по неметаллическим включениям и механическим свойствам ужесточены. Основные направления использования:

• Обработка трубных марок стали классов прочности К52–К65 для магистральных газопроводов — контроль формы сульфидных включений по стандартам API 5L и DNV-OS-F101.
• Производство судостроительной стали категорий A–E с гарантией ударной вязкости при –40 C — глобуляризация включений повышает работу удара в зоне сварного шва.
• Выплавка мостовых и строительных сталей с повышенной хладостойкостью, включая марки типа 09Г2С с контролем по ГОСТ 19281.
• Обработка низколегированных сталей для нефтегазового оборудования, работающего в условиях сероводородной коррозии (HIC-тестирование по NACE TM0284).
• Ковшевая обработка рельсовой стали и стали для железнодорожных колёс — снижение флокеночувствительности и повышение контактной выносливости.

Способы ввода и технологические параметры

Наибольшая эффективность усвоения кальция (25–35%) достигается при вводе СК25 в виде порошковой проволоки диаметром 10–14 мм с силикальциевым наполнителем фракции 0,2–2,0 мм. Скорость подачи проволоки составляет 120–250 м/мин в зависимости от массы ковша и температуры расплава. Альтернативный метод — вдувание порошка фракции 0,5–5,0 мм в струе аргона через фурму с расходом 8–15 кг/мин.

Температурный режим обработки выдерживается в интервале 1560–1620 C. При более низких температурах возрастает вязкость расплава и ухудшается кинетика растворения кальция; при перегреве выше 1650 C усиливается испарение кальция (температура кипения — 1484 C), что снижает степень усвоения. Расход лигатуры составляет 1,5–3,5 кг/т стали в зависимости от исходного содержания серы и требуемого уровня модифицирования.

Контроль качества и критерии выбора

Приёмка СК25 осуществляется по результатам химического анализа каждой партии. Дополнительно контролируется насыпная плотность (2,3–2,6 г/см) и гранулометрический состав. Для вакуумной обработки стали предпочтительны фракции 5–25 мм, обеспечивающие стабильную скорость растворения без выбросов. При использовании в агрегатах ковш-печь с интенсивной продувкой аргоном через донные пробки рекомендуется фракция 10–50 мм, снижающая пылеунос.

Вопросы и ответы