КАРБИД КРЕМНИЯ В СОВРЕМЕННОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
Промышленное использование искусственного карбида кремния (карбокорунда) обусловлено его качественными характеристиками. Одна из сфер применения карбокорунда — металлургия, где с максимальной эффективностью раскрыты его огнеупорные и химические свойства.
Применение карбида кремния в современной металлургии довольно разнопланово — от добавок в сталеплавильном производстве до стойких огнеупоров для нагревательных агрегатов.
Один из наиболее дорогостоящих сырьевых материалов, необходимых в достаточном количестве для металлургического производства, — это ферросилиций. Легирующая или раскисляющая добавка, обязательная в сталеплавильном переделе металлургического цикла, ферросилиций в конечном итоге напрямую влияет на ряд эксплуатационных характеристик выплавленной стали — ее стойкости к коррозии и высоким температурам, а также упругость.
В качестве аналога ферросилиция нередко используется металлургический карбид кремния – неорганическое соединение искусственной природы, зачастую более эффективное и экономичное. В промышленной технологии раскисления и легирования стали металлургический карбид кремния как альтернативу алюминию и частичную замену ферросилицию применяют на Магнитогорском металлургическом комбинате, а также ОАО «Cеверсталь» и металлургическом Орско-халиловском комбинате, производящем т.н. уральскую сталь.
Более раннюю технологию раскисления с помощью карбида кремния при подаче раскислителя на струю металла непосредственно при выдаче стали из печи на сегодня сменила современная и удобная методика, предусматривающая использование агрегатов печь-ковш. Теперь металлургический карбид кремния добавляется к шлаку в ковш, и это позволяет отказаться от алюминия в сталеплавильном цикле. Карбокорунд имеет возможность полностью удовлетворить потребность в чушковом алюминии для производства стали, небольшое количество алюминия (как правило – катанка) добавляется при выплавке стали лишь для обеспечения стали свойствами остаточного алюминия, согласно ГОСТ или техусловиям марки стали.
Отличие карбида кремния от аналогов.
Выгодным отличием карбида кремния от аналогов служит минимальное количество неметаллических включений при анализе качества стали по этому критерию. Применение карбида кремния при разливке стали на мелкосортовых машинах непрерывного литья заготовки обеспечивает еще один важный технологический момент — исключение возможности затягивания шлаком стакана в процессе производства.
Следующая сфера использования карбида кремния в металлургическом цикле современных предприятий обусловлена его высокой теплопроводностью. Использование SIC позволяет повысить тепловой баланс в ходе плавки, сократив при этом долю жидкого чугуна. Экономический эффект от внедрения в производство технологии регулировки теплового баланса плавок с помощью карбида кремния обусловлен как более высоким показателем его теплопроводности, так и более низкой ценой. В зависимости от процентного содержания SIC в металлургическом карбокорунде определяется и сфера его использования в сталеплавильном производстве.
Огнеупорные свойства карбида кремния нашли свое применение и при футеровке термических агрегатов и печей. Путем реакционного спекания из карбокорунда изготавливаются футеровочные огнеупорные плиты, также широко распространено изготовление для металлургических агрегатов сопел, конусов и других огнеупорных изделий. Нитридная связка карбида кремния обеспечивает повышенные прочностные характеристики, увеличенную термостойкость и более продолжительный срок эксплуатации, потому является оптимальным вариантом при футеровке современных доменных печей.