Силикокальций СК25Р: раскислитель-модификатор для внепечной обработки стали
Силикокальций СК25Р — комплексный ферросплав на основе кремния и кальция с регламентированным содержанием фосфора, выпускаемый в соответствии с ГОСТ 4762-71. В отличие от рядового силикокальция марок СК25, СК30, СК35, модификация «Р» нормирует фосфор на пониженном уровне, что критично для выплавки низкофосфористых конструкционных и трубных сталей. Материал поставляется в виде слитков, дробленой или гранулированной фракции и применяется преимущественно на установках доводки металла и агрегатах «ковш-печь».
Химический состав и технические параметры
Силикокальций СК25Р — сплав системы Si–Ca–Fe, получаемый карботермическим восстановлением в рудно-термических печах. Кальций в структуре присутствует в виде силицидов CaSi и CaSi, что обеспечивает его высокую усвояемость жидкой сталью. Пониженное содержание фосфора достигается подбором шихтовых материалов и ограничением фосфорсодержащего сырья.
| Показатель | Массовая доля, % | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Кремний, Si | 25–30 | ГОСТ 13230.1 | раскисление, теплота реакции | основа сплава |
| Кальций, Ca | 20–25 | ГОСТ 13230.5 | модифицирование неметаллических включений | активная фаза |
| Фосфор, P | 0,02 | ГОСТ 13230.7 | снижение хладноломкости | ключевое отличие марки «Р» |
| Железо, Fe | остальное | расчёт | балласт | — |
| Алюминий, Al | 1,5 | ГОСТ 13230.4 | регулирование окисленности | ограничивается |
| Углерод, C | 0,5 | ГОСТ 13230.2 | науглероживание | контроль по плавке |
Фракционный состав и насыпная плотность
Силикокальций СК25Р поставляется в нескольких классах крупности, выбор которых определяется способом ввода в металл — вдуванием порошковой проволокой, подачей в струю выпускаемого металла или загрузкой в ковш при внепечной обработке.
- фракция 0–2 мм — для порошковой проволоки и инжекционных установок;
- фракция 2–10 мм — для вдувания через погружные фурмы;
- фракция 10–50 мм — для загрузки в сталеразливочный ковш;
- фракция 20–100 мм — для обработки металла в агрегатах «ковш-печь»;
- слитки массой до 15 кг — для ручной загрузки в конвертер и электропечь.
Функции в металлургическом переделе
Основное назначение СК25Р — раскисление и модифицирование стали. Кальций, растворяясь в жидком металле, взаимодействует с оксидными и сульфидными включениями, переводя их в глобулярные соединения, которые всплывают в шлак и не деформируются при прокатке. Это снижает анизотропию механических свойств и повышает ударную вязкость при отрицательных температурах.
Ввод силикокальция СК25Р в ковш на выпуске обеспечивает:
- снижение содержания кислорода до 0,002–0,004 %;
- изменение морфологии сульфидов марганца на глобулярные включения CaS–MnS;
- уменьшение степени загрязнённости стали строчечными неметаллическими включениями;
- повышение стойкости непрерывнолитой заготовки к образованию внутренних трещин;
- стабилизацию разливки на МНЛЗ за счёт снижения зарастания каналов стакана-дозатора.
Области применения
Марка СК25Р востребована там, где требуется одновременное раскисление и модифицирование при жёстких ограничениях по фосфору. Типовые потребители:
- выплавка трубных сталей классов прочности К52–К60 для магистральных газопроводов;
- производство низколегированных конструкционных сталей для мостовых и строительных металлоконструкций;
- обработка подшипниковых и рельсовых сталей в агрегатах «ковш-печь»;
- модифицирование стали для холоднокатаного листа в линиях непрерывного литья;
- раскисление металла при электрошлаковом переплаве и вакуумно-дуговом переплаве.
Условия хранения и транспортировки
Силикокальций СК25Р гигроскопичен: при контакте с влагой происходит гидролиз силицидов кальция с выделением ацетилена и водорода. Материал хранят в закрытых сухих складах, исключающих попадание атмосферных осадков. Транспортировка осуществляется в стальных барабанах, контейнерах или мягких контейнерах типа МКР с полиэтиленовым вкладышем. Перед загрузкой в печь или ковш фракцию подвергают прокалке при 300–400 C для удаления влаги.
Вопросы и ответы
Чем СК25Р отличается от СК25?
Марка СК25Р нормирует массовую долю фосфора на уровне не более 0,02 %, тогда как в рядовом СК25 допускается до 0,05 %. Это позволяет применять сплав при выплавке сталей с ограничением фосфора по ГОСТ 19281 и API 5L.
Какая фракция СК25Р подходит для порошковой проволоки?
Для наполнения порошковой проволоки используют фракцию 0–2 мм с ограничением по влажности. Более крупные классы крупности не обеспечивают равномерную подачу через дозирующие шнеки проволоконабивочных машин.
Как рассчитывается расход СК25Р при внепечной обработке?
Расход определяется по балансу кальция: для получения 0,002–0,004 % Ca в стали вводят 1,5–3,0 кг сплава на тонну металла. Точная норма уточняется по результатам проб на содержание кислорода и серы в ковшевой пробе.
Допускается ли хранение СК25Р на открытой площадке?
Нет. Силициды кальция реагируют с влагой воздуха с выделением водорода и ацетилена, что создаёт взрывоопасную концентрацию газов в замкнутом объёме. Хранение допускается только в сухих отапливаемых или вентилируемых складах.
