Силикокальций по ТУ 14-5-139-89: состав, фракции и применение в металлургии
Силикокальций, выпускаемый по ТУ 14-5-139-89, представляет собой комплексный ферросплав на основе кремния и кальция, применяемый преимущественно для внепечной обработки стали и чугуна. В отличие от стандартизированного ГОСТ 4762, технические условия 14-5-139-89 регламентируют поставку материала с нормированным соотношением активных элементов и ограничением по содержанию примесей цветных металлов, что критично при обработке ответственных марок стали. Основные компоненты — кремний (40–65 %) и кальций (10–30 %) — образуют систему силицидов кальция CaSi и CaSi, обеспечивающих высокое сродство к кислороду и сере при температурах сталеплавильного передела.
Технические характеристики и фракционный состав
Материал поставляется в виде слитков, охлаждённых в изложницах, либо в дробленом виде с нормированным гранулометрическим составом. Насыпная плотность дробленого силикокальция — 1,8–2,4 т/м, температура плавления силицидной фазы — 1020–1240 C в зависимости от доли кальция. Растворение в жидкой стали сопровождается экзотермической реакцией, что снижает локальное переохлаждение металла в зоне ввода.
| Показатель | Марка СК10 | Марка СК20 | Марка СК30 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si, % | 58–65 | 50–58 | 40–50 | ГОСТ 13230.1 |
| Массовая доля Ca, % | 8–12 | 18–22 | 28–32 | ГОСТ 13230.2 |
| Al, не более, % | 1,5 | 1,5 | 2,0 | ГОСТ 13230.4 |
| C, не более, % | 0,5 | 0,5 | 0,8 | ГОСТ 13230.5 |
| Фракция, мм | 10–50 | 20–100 | 2–20 | ситовой анализ |
Области применения
Силикокальций по ТУ 14-5-139-89 востребован в переделах, где требуется одновременное раскисление и модифицирование неметаллических включений:
- Внепечная обработка трубных марок стали на установках ковш-печь (УКП) и вакуумных дегазаторах циркуляционного типа.
- Модифицирование осевой зоны непрерывнолитых слябов и блюмов на МНЛЗ криволинейного типа для снижения ликвации серы.
- Обработка высокоуглеродистых подшипниковых и рельсовых сталей в ковше перед разливкой.
- Раскисление чугуна в индукционных тигельных печах при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
- Ввод в состав порошковой проволоки диаметром 10–14 мм для обработки стали в промежуточном ковше сортовых МНЛЗ.
Технология ввода и условия эксплуатации
Дробленый силикокальций вводят в ковш присадкой на зеркало металла, через трайб-аппарат порошковой проволокой либо инжекцией в струю аргона. Усвоение кальция при обработке порошковой проволокой достигает 25–35 %, при присадке кускового материала — 12–18 %. Глубина погружения проволоки рассчитывается из условия преодоления слоя шлака толщиной 80–150 мм. Материал гигроскопичен: при хранении во влажной атмосфере силициды кальция гидролизуются с выделением ацетилена, поэтому тара должна быть герметичной, а срок хранения во вскрытой упаковке не превышает 72 часов.
Вопросы и ответы
Чем силикокальций по ТУ 14-5-139-89 отличается от материала по ГОСТ 4762?
ТУ 14-5-139-89 устанавливает суженные пределы по содержанию алюминия и углерода, а также нормирует фракционный состав под конкретные способы ввода — порошковую проволоку и инжекцию. ГОСТ 4762 регламентирует более широкий диапазон марок без привязки к технологии обработки.
Какая марка подходит для обработки подшипниковой стали ШХ15?
Для ШХ15 применяют марку с повышенным содержанием кальция (СК20 или СК30) в виде порошковой проволоки. Это обеспечивает глобуляризацию сульфидных включений и снижение анизотропии механических свойств в готовом прокате.
Как рассчитывается расход силикокальция на обработку плавки?
Расход определяется по балансу: 0,8–1,5 кг на тонну стали для раскисления и 0,3–0,6 кг/т для модифицирования включений. Точная навеска корректируется по содержанию кислорода перед вводом и целевой концентрации кальция в готовом металле (0,002–0,004 %).
Какие меры безопасности требуются при дроблении силикокальция?
Дробление проводят в инертной среде или при ограниченной влажности, поскольку пыль силицидов кальция реагирует с водой с выделением горючих газов. Применяются щёковые или молотковые дробилки с искрозащитным исполнением и аспирацией.
