Силикомарганец

Силикомарганец – сплав, состоящий из кремния, марганца и углерода, применяемый для раскисления и легирования стали. В промышленных масштабах его получают путем плавки в рудно-термических печах марганцевой руды с повышенным содержанием кремнезема или богатой марганцевой руды и кварцита.

Также может использоваться шлак с высоким содержанием марганца и низким содержанием фосфора. Поверхность готового материала не должна иметь инородных включений, но при этом допускается присутствие антипригарных материалов. Шлак, образующийся в результате производства SiMn, в дальнейшем можно использовать в качестве строительного материала. 

Принцип действия

Силикомарганец вводится в стальные сплавы с целью улучшения их механических свойств. Его основные компоненты, кремний и марганец, обладают высокой способностью создавать химически стойкие соединения с кислородом. В результате введения этих элементов в жидкий металл образуются нерастворимые оксиды, которые обладают меньшей плотностью, чем расплавленная сталь, благодаря чему такие включения всплывают и относительно легко удаляются.

Зачем нужно раскислять сталь?

Во время разливки стали происходит ее кипение, которое сопровождается интенсивным выделением газов. При кристаллизации металла газовые пузырьки остаются внутри слитка, придавая ему характерную пористость. Кипящая сталь отличается хрупкостью, подвержена коррозионным процессам, обладает плохой свариваемостью. 

Для улучшения качества состава осуществляют его раскисление – удаление из расплавленного металла растворенного в нем кислорода. В результате этого процесса получают спокойную сталь, для которой характерна плотная, однородная структура. Такой материал обладает высокой устойчивостью к ударному разрушению, менее подвержен коррозионным воздействиям, хорошо сваривается. Стальные конструкции, изготовленные из сплавов с добавлением SiMn, отличаются повышенной стойкостью к механическим воздействиям.     

В зависимости от процентного содержания основных элементов выделяют пять марок силикомарганца (ГОСТ 4756-77):

• СМн26 (силикон 26 и более; марганец не менее 60; углерод не более 0,2);
• СМн20 (силикон 20 – 25,9; марганец не менее 65; углерод не более 1,0);
• СМн17 (силикон – 17,9; марганец не менее 65; углерод не более 1,7);
• СМн14 (силикон – 16,9; марганец не менее 65; углерод не более 2,5);
• СМн10 (силикон 10 – 13,9; марганец не менее 65; углерод не более 3,5).

Рабочие характеристики конечного продукта напрямую зависят от содержания в нем углерода.    

Наиболее широкое распространение получил SiMn марки 17, его применяют для получения марганцевых сплавов (металлического марганца, ферромарганца), являющихся легирующими добавками при выплавке сталей.    

Производство силикомарганца требует поддержания высокотемпературного режима, при котором происходит спекание марганца с кремнием. Продукт поставляется в виде кусков весом не более 20 кг или дробленых частиц, может транспортироваться без упаковки или в специализированных контейнерах. Цена на силикомарганец относительно невысокая, что позволяет широкого его использовать, как самостоятельно, в качестве комплексного раскислителя стали или чугуна, так и в качестве полуфабриката металлургического производства.