Ферросплавы
Ферросплавы представляют собой сплавы железа с другими элементами- Mn, Si, Cr, W, Mo и др. Ферросплавы применяются главным образом для раскисления и легирования сталей. Кроме основных элементов, перечисленных выше, в состав ферросплавов входят также некоторые примеси- углерод, кремний, фосфор, сера, газы и др. Некоторые из этих примесей оказывают вредное влияние на свойства самого ферросплава или на свойства стали, для которой ферросплав применяется, поэтому их содержание ограничивается.
В металлургической промышленности применяются различные марки ферросплавов, которые отличаются друг от друга как содержанием основного элемента, так и содержанием примесей.
При выплавке специальной стали и чугуна применяют сплавы железа с различными компонентами, которые в практике называют ферросплавы.
Доменные ферросплавы выплавляются в доменных печах. Электротермические ферросплавы выплавляются в специальных электропечах. Они изготовляются на специальных металлургических ферросплавных заводах и в литейные цехи доставляются в готовом виде. Наиболее распространенные ферросплавы, которые применяются при литье стали и чугунов, определяются стандартами.
Ферросплавы доменные
При плавке чугуна в вагранке используют доменный зеркальный чугун и доменный ферромарганец, для подшихтовки при плавке чугуна в вагранке и для раскисления стали и модифицирования.
Таблица- состав доменных ферросплавов, %
ферросплав | марка | Si | Mn | P | S | C |
Не более | Приблизи- тельно | |||||
зеркальный | ЗЧ 1 | 2 | 20,1-25,0 | 0,22 | 0,03 | — |
ЗЧ 2 | 15,1-20,0 | 0,20 | ||||
ЗЧ 3 | 10,0-15,0 | 0,18 | ||||
Ферромарганец доменный | Мн 5 | 2 | >75,1 | Группа А-0,35 | 0,03 | 6,0-6,0 |
Мн 6 | 70,0-75,0 | Группа Б-0,45 | 5,5-6,5 |
Ферросплавы электротермические
В процессе плавки стали используют в качестве раскислителей и модификаторов ферросплавы, такие как феррохром, ферровольфрам и ферромолибден. Они добавляются в сталь и чугун в качестве легирующих добавок. Феррофосфор применяют для подшихтовки чугуна с высоким содержанием фосфора, например, при производстве чугунной посуды и художественного литья. Фосфор также добавляют в ковкий чугун для увеличения его жидкотекучести и в цветные сплавы для раскисления меди. Феррофосфор состоит примерно из 1,2% углерода, не более 2,2% кремния, не более 6% марганца, 14-18% фосфора и менее 0,5% серы, остальное составляет железо
Ферросилиций
FeSi применяется для раскисления всех спокойных сортов стали, а также для легирования различных марок конструкционной и трансформаторной стали. Низкокремнистые сорта FeSi применяются для предварительного раскисления стали в печи и в ковше, для раскисления шлак при электроплавке стали, а также при производстве малоуглеродистых ферросплавов. Изготовляется FeSi марок ФС18, Фс25, ФС45, ФС65, ФС75, и ФС90; цифры показывают среднее содержание кремния в процентах.
В качестве раскислителей при плавке стали и модификаторов при плавке чугуна применяют FeSi смотри таблицу ,
марка | Si | C | S | P | Al | Mn | Cr |
Не более | |||||||
Фс90 | ≥89 | — | 0,02 | 0,03 | 3,0 | 0,2 | 0,2 |
ФС75ч | 74-80 | 0,1 | 0,02 | 0,03 | 1,3 | 0,3 | 0,2 |
ФС75 | 74-80 | — | 0,03 | 0,05 | 2,5 | 0,4 | 0,4 |
ФС65 | 63-68 | — | 0,03 | 0,05 | 2,0 | 0,4 | 0,4 |
ФС45 | 41-47 | — | 0,03 | 0,05 | 2,0 | 0,6 | 0,5 |
ФС25 | 22-29 | 0,6 | 0,03 | 0,06 | 1,0 | 0,9 | — |
ФС18 | 17-22 | 1,3 | 0,04 | 0,10 | 1,0 | 1,0 | — |
Феррохром
FeCr применяется для легирования конструкционных, нержавеющих, шарикоподшипниковых и некоторых других сортов стали.
При выплавке высокохромистой и низкоуглеродистой стали применяют FeCr с низким содержанием углерода; особенно низкое содержание углерода необходимо в феррохроме, применяемом для легирования низкоуглеродистых нержавеющих сталей. При выплавке других сортов стали можно применять FeCr со средним содержанием углерода, а при выплавке некоторых высокоуглеродистых сортов стали — также и высокоуглеродистый феррохром.
Содержание Si в феррохроме также может быть различным в зависимости от его назначения. Поэтому, производится большое количество марок FeCr, различающихся главным образом по содержанию углерода и фосфора.
Содержание хрома в феррохроме различных марок находится в пределах 65-70 процентов.
По содержанию углерода различают четыре группы феррохрома.
Углеродистая группа
Охватывает марки феррохрома, в которых верхний предел содержания углерода находится в интервале 6,5-8%.
Среднеуглеродистая группа
Охватывает марки феррохрома с содержанием углерода 1-2% . Малоуглеродистая группа
Включает марки феррохрома с содержанием углерода 0,1-0,5%.
Безуглеродистая группа
Включает марки феррохрома, содержащие менее 0,01-0,06 % углерода.
По содержанию P (фосфора) все марки феррохрома делятся на два класса : класс А и класс Б.
К классу А относятся марки феррохрома, в которых содержание фосфора менее 0,02-0,04%, класс Б охватывает те марки феррохрома0, в которых допускаемое содержание фосфора находится в пределах 0,03- 0,06 %.
Допустимое содержание кремния в безуглеродистом феррохроме различных марок составляет 0,8-2,0%. Допустимое содержание серы в малоуглеродистом, среднеуглеродистом и углеродистом феррохроме 0,02-0,06%.
AL, силикокальций, Mg. Силикокальций изготовляют марок СК10 (с содержанием 10-15 % Са), СК15 (15-20% Са), СК20 (20-25% Са) и СК30 (>30%Са).
Для модифицирования чугуна магнием используют лигатуру ЖКМ, содержащую 61%Si, ~Fe, 5%Mg, ~2%Al, 1,7%Са, и 0,3%Р.
В качестве модификаторов используют церий, ферроцерий, и лигатуры ФЦМ – 5. Ферроцерий содержит 15% Fe, 40-55% Се, остальное – редкоземельные элементы (РЗМ). Сплав ФЦМ – 5 – это сплав РЗМ с магнием, состоящий из 40 – 50 % Се, ≤1%Fe, 3,6-7,5% Mg и элементов цериевой группы.
Иногда в качестве модификатора используют бор, ферробор, содержащий 4-7% В, Al и Bi(висмут).