Ферросилиций: состав, марки и применение в металлургии
Ферросилиций сплав железа с кремнием, получаемый восстановлением кварцита или кварца в электродуговых печах. Содержание кремния варьируется от 15 до 90% по массе. Основные фазы FeSi (лебоит) и FeSi, определяющие механические и физико-химические свойства. Выпускается в виде дробленого материала фракций от 0,2 до 100 мм.
Химический состав и маркировка
Маркировка регламентируется ГОСТ 1415-93 (Россия) и DIN 17560 (ЕС). Основной показатель массовая доля кремния. Допустимые примеси: алюминий (до 2,5%), кальций (до 1,5%), фосфор (до 0,05%), сера (до 0,03%). Для специальных марок ограничивают содержание углерода (менее 0,1%) и титана.
| Марка | Si, % | Al, % макс. | Ca, % макс. | P, % макс. |
|---|---|---|---|---|
| ФС45 | от 43 до 47 | 1,5 | 1,0 | 0,05 |
| ФС65 | от 63 до 68 | 2,0 | 1,0 | 0,05 |
| ФС75 | от 74 до 79 | 2,5 | 1,5 | 0,05 |
Технологические свойства
Температура плавления ферросилиция зависит от содержания кремния: для ФС45 около 1250C, для ФС75 до 1350C. Плотность снижается с ростом доли Si: от 5,5 г/см (ФС45) до 3,5 г/см (ФС90). Сплав обладает хрупкостью, что упрощает дробление, но требует осторожности при транспортировке. Насыпная плотность гранул фракции 1050 мм составляет от 2,8 до 3,2 т/м.
Применение в промышленности
- Раскисление стали связывание растворенного кислорода в оксиды SiO, предотвращение газовых пузырей в слитках. Используется в мартеновских печах, конвертерах и электросталеплавильных агрегатах.
- Легирование повышение упругости, коррозионной стойкости и магнитной проницаемости трансформаторной и динамной стали.
- Производство ферросиликомарганца в шихте для выплавки комплексных раскислителей.
- Модифицирование чугуна графитизирующая обработка для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ).
- Магниевая термия восстановление оксидов магния при получении магния из доломита.
Условия поставки и хранения
Ферросилиций поставляется в стальных барабанах (до 100 кг), мягких контейнерах (биг-бэгах до 1 т) или насыпью в крытых вагонах. Хранение в сухих складских помещениях при влажности воздуха не более 60%. При контакте с влагой возможно выделение водорода и фосфина, поэтому требуется герметичная упаковка для мелких фракций.
Вопросы и ответы
Какая марка ферросилиция используется для раскисления стали?
Наиболее распространены марки ФС45 и ФС65. ФС45 применяют в конвертерном производстве, ФС65 в электросталеплавильных печах для глубокого раскисления.
Чем отличается ферросилиций ФС75 от ФС90?
ФС75 содержит от 74 до 79% кремния, ФС90 от 87 до 90%. ФС90 используется в производстве кремнийорганических соединений и как восстановитель в магниевой термии, а ФС75 в сталеплавильном производстве.
Какой фракционный состав ферросилиция оптимален для доменной печи?
Для доменной плавки применяют фракцию от 10 до 50 мм. Мелкая фракция (менее 5 мм) нежелательна из-за уноса колошниковым газом.
Какие примеси наиболее критичны в ферросилиции?
Алюминий и кальций они снижают эффективность раскисления и могут образовывать неметаллические включения в стали. Для ответственных марок стали ограничивают содержание алюминия до 1,0%.