Силикомарганец ГОСТ 4756-91: состав, марки и применение в металлургии
Силикомарганец по ГОСТ 4756-91 — комплексный ферросплав, содержащий одновременно кремний и марганец, получаемый углетермическим восстановлением марганцевой руды и кварцита в рудовосстановительных печах. Стандарт распространяется на сплавы, применяемые для раскисления, легирования и модифицирования стали, а также для производства марганцевых лигатур. В отличие от раздельного ввода ферромарганца и ферросилиция, силикомарганец обеспечивает совмещённое воздействие на расплав, снижая расход раскислителей и температуру плавления продуктов реакции.
Марки и химический состав
ГОСТ 4756-91 нормирует несколько марок, различающихся соотношением кремния и марганца, содержанием углерода и примесей. Основные марки:
- МнС17 — массовая доля кремния 15–20 %, марганца не менее 60 %, углерода не более 2,0 %;
- МнС19 — кремний 17–22 %, марганец не менее 58 %, углерод до 1,5 %;
- МнС22 — кремний 20–25 %, марганец не менее 55 %, углерод до 1,0 %;
- МнС25 — кремний 23–28 %, марганец не менее 50 %, углерод до 0,8 %;
- МнС27 — кремний 25–30 %, марганец не менее 45 %, углерод до 0,5 %.
Фосфор в сплаве ограничивается в пределах 0,10–0,35 % в зависимости от марки, сера — не более 0,03 %. Гранулометрический состав поставляемого силикомарганца: фракции 5–100 мм, 10–50 мм, 20–80 мм; допускается мелочь класса 0–10 мм с ограничением доли. Массовая доля влаги не превышает 0,5 %.
Физико-химические свойства
Плотность силикомарганца составляет 6,0–6,5 г/см, температура плавления — 1200–1300 C в зависимости от марки. Сплавы с повышенным содержанием кремния имеют меньшую плотность и большую хрупкость. Растворимость в жидкой стали высокая, что обеспечивает быстрое усвоение марганца и кремния при вводе в ковш или в печь.
| Марка | Si, % | Mn, % | C, % | P, % |
|---|---|---|---|---|
| МнС17 | 15–20 | 60 | 2,0 | 0,35 |
| МнС19 | 17–22 | 58 | 1,5 | 0,30 |
| МнС22 | 20–25 | 55 | 1,0 | 0,25 |
| МнС25 | 23–28 | 50 | 0,8 | 0,20 |
| МнС27 | 25–30 | 45 | 0,5 | 0,15 |
Технологические функции в металлургии
Силикомарганец применяется преимущественно на стадиях раскисления и легирования при выплавке конструкционных, низколегированных и трубных марок стали. Совмещённое введение кремния и марганца формирует комплексные оксиды, которые легче удаляются из расплава, чем индивидуальные продукты раскисления. Это снижает загрязнённость стали неметаллическими включениями и повышает её пластические характеристики.
В производстве стали для магистральных трубопроводов силикомарганец марки МнС25 используется для достижения требуемого соотношения марганца и кремния при контроле ударной вязкости при отрицательных температурах. В электросталеплавильных цехах сплав вводится в ковш во время выпуска, что обеспечивает равномерное распределение элементов и снижение угара.
Области применения
- Раскисление и легирование углеродистых и низколегированных сталей в конвертерном и электросталеплавильном производстве;
- Выплавка трубных марок стали для нефтегазопроводов, работающих при температуре до –60 C;
- Производство рельсовой стали с повышенной износостойкостью;
- Получение марганцевых лигатур и промежуточных сплавов для специальной металлургии;
- Модифицирование чугуна в литейном производстве для регулирования структуры графита.
Условия поставки и контроля
Силикомарганец поставляется в виде кусков или дробленой фракции в стальных барабанах, контейнерах или навалом. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием марки, химического состава, гранулометрии и номера плавки. Приёмка проводится по результатам химического анализа отобранных проб; отклонение по содержанию кремния и марганца не должно выходить за пределы, установленные ГОСТ 4756-91. Хранение осуществляется в сухих закрытых складах во избежание увлажнения и окисления мелочи.
Вопросы и ответы
Чем силикомарганец отличается от смеси ферромарганца и ферросилиция?
Силикомарганец — единый сплав с одновременным присутствием кремния и марганца, что обеспечивает более низкую температуру плавления продуктов раскисления и лучшее удаление оксидных включений по сравнению с раздельным вводом двух ферросплавов.
Какая марка силикомарганца применяется для трубных сталей?
Для трубных марок, работающих при отрицательных температурах, чаще используют МнС25 и МнС27 с пониженным содержанием углерода и фосфора, что снижает риск хрупкого разрушения.
Как вводится силикомарганец в расплав?
Сплав вводится в ковш при выпуске стали или в печь в конце плавки; фракция 10–50 мм обеспечивает оптимальную скорость растворения и усвоения элементов.
Какие примеси нормирует ГОСТ 4756-91?
Стандарт ограничивает содержание углерода, фосфора и серы в зависимости от марки; фосфор — наиболее критичная примесь, влияющая на хладноломкость стали.
