70 Обработка стали кальцийсодержащими реагентами.

Комплексное воздействие кальция на свойства жидкой и твердой стали

На металлургических предприятиях обработкой расплава кальцием, прежде всего, решается важная задача разливаемости на МНЛЗ сталей, раскисленных алюминием. При этом устраняется отрицательное влияние глинозема в расплаве и готовой продукции, снижается содержание вредных примесей, оксидов и сульфидов, изменяется состав и форма неметаллических включений, что приводит к повышению качества металла.

Принимая во внимание, что на ряде предприятий кальций при его вводе в жидкую сталь используется не в полной мере, целесообразно напомнить, что кроме обеспечения разливаемостираскисленной алюминием стали, особенно в условиях непрерывной разливки, этот высокоактивный элемент предназначен для решения следующих задач: снижение содержания кислорода, серы, неметаллических включений; модифицирование неметаллических включений с целью получения глобулярных, недеформируемых при прокатке включений или, наоборот, высокопластичных для глубокой вытяжки; улучшения качества поверхности и макроструктуры заготовок; повышения ударной вязкости, пластических свойств, хладостойкости, улучшения анизотропии свойств; снижения водородного растрескивания высокопрочной стали, улучшение коррозионной стойкости и обрабатываемости стали и др.

Количество усвоенного кальция, морфология и состав включений зависят, прежде всего, от изменения концентрации алюминия, кислорода и серы в расплаве. Порошковые проволоки в СНГ активно начали использоваться на ряде предприятий в 1994 — 95 гг. и за прошедшее время получены промышленные данные, подтверждающие теоретические предпосылки многофакторного воздействия кальция на физико-химическое состояние расплава и свойства металлопродукции.

При обработке кальцием раскисленной алюминием стали снижается содержание кислорода до значений, близких к равновесному с алюминием, что не достигается в обычных условиях. Уменьшение содержания кислорода на этапе внепечной обработки обеспечивает снижение количества неметаллических включений в период охлаждения и затвердевания стали вследствие смещения равновесий и растворимости элементов. На металлургическом комбинате им. Ильича при обработке сталей трубного сортамента кальцийсодержащей проволокой с расходом по кальцию 0,10 — 0,15 кг/т активность кислорода удается снизить до 0,0002%.

При производстве практически безалюминиевой стали с получением мелкосортных заготовок 0 120 мм, например, стали марок 1008, 1010 под катанку 0 6 — 12 мм на Белорусском металлургическом заводе, без агрегата «ковш-печь», решена задача снижения содержания серы — не более 0,015 — 0,020%, и активности кислорода — не более 25 ppm, что позволило устранить дефекты сталеплавильного происхождения (раскатанные пузыри, трещины). Основным фактором, наряду с другими технологическими приемами, явилось использование раскисляющей и десульфурирующей способности кальция. При обработке сталей, раскисленныхMn-Si, кальций способствует существенному снижению содержания кислорода до 10 — 15 ppm.

Внепечная обработка стали порошковой проволокой с наполнением силикокальцием СК40

В современной технологии внепечной обработки стали силикокальций марки СК30является наиболее широко используемым сплавом для ввода кальция в сталь. С одной стороны это обусловлено тем, что такое соотношение компонентов в сплаве (30% Са и 60% Si) обеспечивает оптимальное сочетание основных теплофизических параметров, влияющих на усвоение кальция — весьма важный технологический и экономический аспект применения порошковой проволоки. Температура плавления такого сплава, в соответствии с диаграммой состояния системы Ca-Si, повышается до 1100 °С, а упругость паров кальция снижается до уровня, близкого к давлению окружающей среды около поверхности расплава. Таким образом, расширяется область наиболее эффективного взаимодействия жидкого материала наполнителя с компонентами расплава. При регламентированной скорости ввода порошковой проволоки кальций растворяется в металле, не переходя в газообразное состояние. При снижении содержания кальция в наполнителе (СК15, СК20) рассмотренные теплофизические параметры, судя по фактическому соотношению кальция и кремния в сплаве, изменяются незначительно. Однако увеличивается содержание нежелательных примесей в наполнителе и стоимость собственно кальция в проволоке. Для ввода заданного количества кальция в сталь метраж вводимой проволоки с СК15, по сравнению с СКЗО, должен увеличиться почти вдвое, соответственно увеличивается время обработки и потери температуры. Очевидно, что в этом случае существенно увеличиваются затраты на обработку стали.

Также следует отметить, что при производстве силикокальция с содержанием кальция более 30% резко возрастают расходы, при этом возникают трудности с отделением ферросплава от шлака, поэтому все мировые производители, как правило, ограничиваются изготовлением силикокальция марки СКЗО.

В тоже время в последние годы появилась тенденция использования в определенных условиях силикокальция марки СК40. На ОЭМК усвоение кальция при использовании проволоки с наполнением СКЗО на 14% ниже относительно проволоки с наполнением СК40. При этом в порошковой проволоке используется смесь порошков силикокальция и металлического кальция и необходимое содержание кальция в ферросплаве достигается непосредственно при обработке жидкого железоуглеродистого расплава.