Что означают номера марок 72 и 75 в сталелитейном производстве
Ферросилиций 72 и ферросилиций 75 — это две марки, которые чаще всего используются в сталеплавильном производстве, обработке в ковшах и литейном производстве. В номере марки указано гарантированное минимальное содержание кремния: FeSi75 содержит не менее 75% кремния, а FeSi72 не менее 72% кремния. Обе марки производятся в печах с под флюсом путем карботермического восстановления кварца коксом, затем разливаются, охлаждаются, измельчаются и просеиваются до тех размеров, которые металлургический завод может подавать в свой ковш или конвертер. Разрыв между двумя сортами заключается не только в уровне кремния. Более низкое содержание кремния обычно сопровождается несколько более высоким содержанием алюминия и кальция, поскольку эти элементы образуются в золе углеродного восстановителя и в самом кварце и концентрируются в сплаве, когда извлечение кремния в печи ниже.
Сталелитейный завод выбирает между FeSi72 иФеСи75в соответствии со спецификациями кремния, плавками, которые он разливает, дополнительным оборудованием, доступным в ковше, и допуском готовой стали на остаточный алюминий. Там, где алюминий строго ограничен, обычно выбирают FeSi75 с низким пределом содержания алюминия; там, где контроль кремния менее критичен, FeSi72 обеспечивает более широкий рабочий диапазон при более низких затратах на тонну кремния.
Химические характеристики FeSi75 и FeSi72
| Оценка | Si мин % | Аль макс % | Са макс % | Мн макс % | Кр макс % | P макс % | S макс % | С макс % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ФеСи75 | 75 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 0.04 | 0.02 | 0.20 |
| ФеСи72 | 72 | 2.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 0.04 | 0.02 | 0.20 |
Вышеуказанные пределы представляют собой значения, которые производитель должен соблюдать для каждой плавки двух марок, и они соответствуют таблице марок GB/T 2272, национального стандарта на ферросилиций. Кремний является платным элементом и указывается как минимум. Остальные столбцы представляют собой максимальные значения, которые защищают сталеваров: алюминий и кальций влияют на химию включений и литейность, марганец и хром являются остатками, которые необходимо учитывать при плавке легирования в соответствии с жесткими требованиями, фосфор и сера не могут быть удалены в ковше, и поэтому их содержание в самом сплаве должно быть низким, а уровень углерода удерживается на низком уровне, чтобы добавка не вызывала повторную-цементацию низкоуглеродистых и сверхнизкоуглеродистых сталей. Поставка обычно принимается на основании сертификата анализа каждой партии вместе с образцом, сохраненным производителем.
Раскисление: осаждение и диффузия
Ферросилиций 72 и ферросилиций 75 являются незаменимыми раскислителями в сталелитейной промышленности, поскольку кремний имеет очень высокое химическое сродство к кислороду. В сталелитейной промышленности, а также в конвертерных и электросталеплавильных цехах обе марки служат двум различным путям раскисления: дисперсионному раскислению и диффузионному раскислению.
Раскисление осадков осуществляется путем добавления ферросилиция по размеру непосредственно в расплавленную сталь, чаще всего в ковше во время выпуска стали или в печи непосредственно перед выпуском стали. Растворенный кислород реагирует с кремнием с образованием частиц кремнезема, которые зарождаются, растут и всплывают в шлак. Поскольку продукт реакции представляет собой твердый оксид, добавка должна быть такого размера, чтобы она полностью растворялась и не выносилась из стали шлаком до того, как она прореагирует.
Диффузионное раскисление работает в противоположном направлении. Мелкий порошок ферросилиция распределяется по поверхности шлака, где он снижает кислородный потенциал шлака и вытесняет кислород из стали через границу раздела шлак-металл. Этот метод медленнее, но оставляет меньше оксидных включений в стали, поэтому он предпочтителен для чистых марок стали, подшипниковых и рельсовых сталей, а также для плавок непрерывной разливки, где форма включений и литейные качества имеют решающее значение.
Легирующая функция и диапазон содержания кремния в стали
Ферросилиций также является легирующим агентом. Контролируемое добавление кремния повышает прочность, твердость и эластичность стали, поэтому этот элемент появляется в спецификациях широкого семейства марок стали.
Конструкционная сталь: от 0,40 до 1,75 % кремния.
Инструментальная сталь: от 0,30 до 1,80 % кремния.
Пружинная сталь: кремний является основным легирующим элементом, используемым для повышения предела упругости и усталостной прочности.
Электротехническая сталь для трансформаторов и двигателей: от 2,81 до 4,80% кремния, используется для повышения удельного сопротивления и снижения потерь в сердечнике.
Помимо легирования, добавка кремния улучшает форму включений и снижает содержание растворенных газовых элементов в расплавленной стали. Это один из наиболее эффективных способов улучшить качество стали, снизить стоимость и сэкономить чугун, и он, в частности, соответствует требованиям к раскислению при плавках непрерывной разливки. На практике ферросилиций сочетает в себе функцию раскисления с эффектом десульфурации и, по сравнению со многими другими добавками, обладает практическими преимуществами, такими как высокий удельный вес и высокая проникающая способность в ковше. При производстве чугуна тот же сплав добавляется в качестве модификатора, предотвращающего образование карбидов и способствующего осаждению и сфероидизации графита, что улучшает механические свойства ковкого чугуна.
Калибровка, контроль качества и доставка
Производители стали заказывают ферросилиций в размерах, соответствующих методу добавления. Мелкие марки от 0 до 3 мм и от 3 до 10 мм используются для диффузионного раскисления и нагрева шапки слитка, средние марки около 10 до 50 мм подходят для ковшевой добавки и непрерывной разливки, а кусковые марки от 50 до 100 мм используются при загрузке сплава вместе с ломом или добавлением в большую печь. Просеянный материал поставляется с установленным припуском на превышение и занижение размера, а набивка должна сохранять сплав сухим, поскольку влага, собираемая при хранении, становится источником водорода в стали.
Чтобы обеспечить стабильную спецификацию, производитель проверяет один заказ более четырех раз с помощью спектрометра и химического анализа, охватывая поступающее сырье, производственный процесс и готовую продукцию. Для каждой партии сохраняются образцы, чтобы можно было отследить любую рекламацию до момента продажи, а также может быть организована услуга сторонней проверки перед отгрузкой, когда покупатель хочет независимую проверку сорта, распределения по размерам и упаковки до того, как товары покинут завод. Продукты также могут быть изготовлены по индивидуальному заказу определенного размера и формы, если на заводе имеется необычная система дополнений.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: В чем разница между ферросилицием 72 и ферросилицием 75?
FeSi75 гарантирует содержание кремния не менее 75%, а FeSi72 — не менее 72%. Более низкий сорт обычно содержит несколько более высокое содержание алюминия и кальция и стоит меньше за тонну сплава.
Вопрос: Почему алюминий контролируется в ферросилиции для сталеплавильного производства?
Алюминий поступает в сплав из золы углеродистого восстановителя и из кварца. Это влияет на состав включений и литейные качества, поэтому для марок стали с жесткими требованиями к алюминию требуется ферросилиций с низким содержанием алюминия.
Вопрос: В каких случаях диффузионное раскисление предпочтительнее осаждающего?
Диффузионное раскисление с помощью мелкодисперсного порошка ферросилиция на шлаке используется, когда чистота важнее скорости, например, в подшипниковых сталях, рельсовых сталях и плавках непрерывного литья, где необходимо свести к минимуму оксидные включения.
Вопрос: Какое содержание кремния добавляет ферросилиций в сталь?
Типичные диапазоны содержания кремния составляют от 0,40 до 1,75% в конструкционной стали, от 0,30 до 1,80% в инструментальной стали и от 2,81 до 4,80% в электротехнической стали для трансформаторов и двигателей.
Вопрос: Какой размер ферросилиция следует использовать в ковше?
Материал среднего размера, от 10 до 50 мм, является обычным размером добавки в ковше, тогда как мелочь от 0 до 3 мм и от 3 до 10 мм используется для диффузионного раскисления, нагрева крышки слитка или при впрыске сплава.
Вопрос: Как проверяется качество партии ферросилиция?
Каждая партия проверяется не менее четырех раз во время заказа с помощью спектрометра и химического анализа, от сырья и производства до готового продукта, а сохраненные образцы позволяют отслеживать каждую доставку.
