Силикокальций СК25(ч): характеристики, фракции и применение в металлургии
Силикокальций СК25(ч) — ферросплав на основе кремния и кальция, выпускаемый по ГОСТ 4762-71 в «чистом» исполнении с ограниченным содержанием углерода, серы и фосфора. Марка применяется преимущественно для внепечной обработки стали и как модификатор чугуна. Индекс «ч» указывает на пониженное содержание примесей, что критично при обработке низкоуглеродистых и легированных марок стали, где недопустимо вторичное насыщение расплава углеродом.
Химический состав и технические параметры
Сплав СК25(ч) содержит 23–27 % кальция, 50–60 % кремния, остальное — железо и регламентированные примеси. По сравнению с рядовым СК25, «чистое» исполнение ограничивает углерод на уровне 0,10 %, серу 0,02 %, фосфор 0,03 %. Температура плавления находится в диапазоне 980–1050 C, насыпная плотность — 1,8–2,2 т/м. Растворение в жидкой стали сопровождается экзотермической реакцией, что снижает локальное переохлаждение расплава.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ca | 23–27 % | титрование / ICP | глубина раскисления | основной показатель |
| Массовая доля Si | 50–60 % | гравиметрия | раскисляющая способность | баланс с Ca |
| Углерод C | 0,10 % | кулонометрия | защита от науглероживания | отличие от СК25 |
| Сера S | 0,02 % | спектральный анализ | снижение сульфидных включений | для трубных сталей |
| Фосфор P | 0,03 % | фотоколориметрия | хладноломкость | контроль по ГОСТ |
| Температура плавления | 980–1050 C | ДТА | кинетика растворения | зависит от фракции |
Фракционный состав и упаковка
Силикокальций СК25(ч) поставляется в дробленом виде с нормированным гранулометрическим составом. Фракция подбирается под способ ввода: для инжекции порошковой проволокой применяют мелкие классы, для загрузки в ковш — крупные. Насыпная масса и угол естественного откоса определяют поведение материала в бункерных системах и пневмотранспорте.
- 0–2 мм — наполнитель порошковой проволоки, инжекционные установки;
- 2–10 мм — трайб-аппараты, дозированная подача в струю металла;
- 10–50 мм — загрузка в сталеразливочный ковш, обработка на установке «ковш-печь»;
- 20–100 мм — модифицирование чугуна в литейном производстве;
- биг-бэги 1 т, стальные барабаны, контейнеры МКР.
Применение в металлургических переделах
Основная функция СК25(ч) — комплексное раскисление и модифицирование неметаллических включений. Кальций переводит тугоплавкие оксиды алюминия в легкоплавкие алюминаты кальция, которые всплывают в шлак и не отлагаются на стенках погружных стаканов. Это особенно важно при непрерывной разливке сортовой и трубной заготовки, где зарастание каналов приводит к аварийным остановкам МНЛЗ.
В производстве трубных сталей класса прочности К52–К60 обработка «чистым» силикокальцием обеспечивает содержание серы ниже 0,005 % и модифицирует сульфиды в глобулярную форму, повышая сопротивление водородному растрескиванию. При выплавке подшипниковых марок (ШХ15) сплав снижает загрязненность оксидными строчками, что увеличивает усталостную долговечность подшипников.
В литейном производстве СК25(ч) применяют для модифицирования высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Ввод в ковш перед заливкой обеспечивает сфероидизацию графита и повышает пластичность отливок — корпусов редукторов, тормозных дисков, деталей гидроаппаратуры.
Технология ввода и условия эксплуатации
Способ ввода зависит от требуемой степени усвоения кальция. При инжекции порошковой проволокой диаметром 9–13 мм усвоение достигает 25–35 %, при загрузке в ковш — 10–15 %. Глубина погружения трайба и скорость подачи подбираются так, чтобы исключить всплытие проволоки и контакт кальция с атмосферой. Обработку ведут при температуре металла 1560–1620 C с последующим усреднением и продувкой аргоном.
Хранение осуществляется в закрытых сухих складах: силикокальций гидролизуется при контакте с влагой с выделением ацетилена и водорода. Перед загрузкой в бункер материал рекомендуется просушить при 200–300 C.
Вопросы и ответы
Чем СК25(ч) отличается от рядового СК25?
Индекс «ч» обозначает ограничение углерода до 0,10 %, серы до 0,02 % и фосфора до 0,03 %. Это позволяет обрабатывать низкоуглеродистые и легированные стали без риска вторичного загрязнения примесями.
Какая фракция подходит для порошковой проволоки?
Для наполнения проволоки применяют фракцию 0–2 мм с ограничением по влажности. Более крупные классы не обеспечивают равномерную плотность наполнения и стабильную подачу через трайб-аппарат.
Какой степени усвоения кальция ожидать при обработке?
При инжекции порошковой проволокой усвоение составляет 25–35 %, при загрузке в ковш — 10–15 %. Показатель зависит от глубины ввода, температуры металла и интенсивности перемешивания.
Можно ли хранить силикокальций во влажном помещении?
Нет. При контакте с влагой сплав гидролизуется с выделением ацетилена и водорода, что создает взрывоопасную концентрацию. Хранение — только в сухих закрытых складах, перед использованием рекомендуется сушка при 200–300 C.
