Ферросилиций ФС75: состав, свойства и применение в металлургии
Ферросилиций марки ФС75 это ферросплав, в котором массовая доля кремния составляет от 74% до 80%. Основная область применения раскисление и легирование стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП) и конвертерах. В отличие от низкопроцентных марок (ФС25, ФС45), ФС75 обеспечивает более глубокое восстановление оксидов железа и марганца из расплава, что критично при выплавке качественных углеродистых и низколегированных марок стали.
Химический состав и структура
Согласно ГОСТ 1415-93, ферросилиций ФС75 содержит:
- кремний (Si) от 74% до 80%;
- алюминий (Al) не более 2,0%;
- кальций (Ca) не более 1,0%;
- фосфор (P) не более 0,05%;
- сера (S) не более 0,02%.
Структура сплава представлена интерметаллическими фазами FeSi и FeSi. Высокое содержание кремния снижает температуру плавления до диапазона от 1300 до 1330 C, что ускоряет растворение кусков в стальном расплаве при температурах от 1550 до 1650 C.
Технологические параметры применения
При вводе ферросилиция ФС75 в ковш или печь необходимо учитывать его склонность к ликвации. Рекомендуемая фракция для загрузки от 10 до 50 мм. Удельный расход составляет от 2 до 5 кг на тонну стали в зависимости от требуемой степени раскисления. Выход кремния в металл достигает от 85% до 95% при условии предварительного раскисления алюминием.
| Параметр | Значение для ФС75 | Значение для ФС65 | Значение для ФС45 | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля кремния | от 74 до 80 | от 63 до 68 | от 41 до 47 | % |
| Температура плавления | от 1300 до 1330 | от 1250 до 1300 | от 1200 до 1250 | C |
| Плотность | от 3,0 до 3,5 | от 3,5 до 4,0 | от 4,5 до 5,0 | г/см |
Особенности раскисления и легирования
Ферросилиций ФС75 проявляет более высокую раскислительную способность по сравнению с ФС45 и ФС65 за счет меньшего парциального давления кислорода над расплавом. При вводе сплава в сталь образуются жидкие силикаты, которые легко всплывают в шлак. Это снижает загрязненность металла неметаллическими включениями типа SiO и силикатов кальция.
В процессах внепечной обработки на установках печь-ковш (УПК) ФС75 применяют для корректировки содержания кремния в узком диапазоне от 0,15% до 0,35% при выплавке конструкционных сталей марок 09Г2С, 17Г1С, 20Х.
Промышленные секторы и оборудование
- Дуговые сталеплавильные печи (ДСП) емкостью от 5 до 200 т;
- Конвертерные цеха с верхней и донной продувкой;
- Установки печь-ковш (УПК) и вакууматоры;
- Литейные производства для модифицирования чугуна (СЧ20, СЧ25);
- Производство ферросилиция в рудно-термических печах.
Условия хранения и транспортировки
Ферросилиций ФС75 гигроскопичен: при контакте с влагой выделяется водород и фосфин (PH). Хранение допускается только в закрытых складских помещениях с влажностью воздуха не более 60%. Транспортировка в герметичных контейнерах типа биг-бэг или металлических барабанах с осушителем. Запрещается загрузка влажного сплава в печь из-за риска выброса расплава.
Вопросы и ответы
Чем отличается ФС75 от ФС65 по раскислительной способности?
ФС75 содержит от 74% до 80% кремния против от 63% до 68% у ФС65. Более высокая концентрация кремния снижает активность кислорода в расплаве на 1520% при одинаковом расходе, что позволяет получать сталь с меньшим содержанием оксидных включений.
Какая фракция ФС75 оптимальна для загрузки в ковш?
Для ковшевой обработки рекомендуется фракция от 10 до 50 мм. Мелкая фракция (менее 5 мм) нежелательна из-за повышенного угара кремния и пылеобразования.
Можно ли использовать ФС75 для модифицирования чугуна?
Да, ФС75 применяют в литейном производстве для получения высококремнистых чугунов (например, СЧ25) и как компонент сфероидизирующих модификаторов. Расход составляет от 0,3% до 0,8% от массы жидкого чугуна.
Какой максимальный срок хранения ферросилиция ФС75?
При соблюдении условий хранения (влажность не более 60%, температура от 20 до +40 C) срок хранения не ограничен. Однако через 6 месяцев рекомендуется контроль содержания активного кремния из-за возможного окисления поверхности.