Ферросилиций и силикомарганец: две рабочие лошадки ферросплавов
Ферросилиций и силикомарганец — два наиболее широко потребляемых ферросплава в сталеплавильном производстве, и оба они незаменимы в этом процессе. Их основная задача — выступать в качестве раскислителя и легирующего агента: они удаляют излишки кислорода и серы из расплавленной стали и регулируют химический состав так, чтобы готовая сталь соответствовала ее механическим и эксплуатационным характеристикам.
За последние годы структура потребления изменилась. Поскольку силикомарганец одновременно раскисляет при нагревании и повышает содержание марганца в стали, что повышает прочность, на него приходится все большая доля обязанностей по раскислению по сравнению с ферросилицием. Ферросилиций по-прежнему необходим для легирования кремнием, для марок стали, убитых кремнием, и, отдельно, для выплавки металлического магния.
Марки и типичные характеристики
| Продукт | Типичная оценка | Ключевой анализ | Общие размеры |
|---|---|---|---|
| Ферросилиций | ФеСи75, ФеСи72, ФеСи65 | Содержание кремния по маркам, баланс железа с контролируемым алюминием и углеродом | 10 - 50 мм куски, 0.2 - 3 мм гранулы, порошок |
| Силикомарганец | Симн 6517, Симн 6014 | Марганец и кремний по маркам, контролируемый углерод и фосфор | 10 - 50 мм кусковая, более мелкие фракции по запросу |
Марки ферросилиция названы в честь содержания в них кремния, поэтому FeSi75 содержит около 75% кремния. Марки силикомарганца названы в честь общего содержания марганца и кремния, поэтому SiMn 6517 содержит около 65% марганца и 17% кремния. Оба семейства поставляются в виде серых кусков, и оба можно измельчить и просеять, когда для добавления в ковш требуется более мелкая фракция, что повышает точность взвешивания и скорость растворения.
Использование в качестве раскислителя
Производство стали — это процесс, при котором расплавленное железо обезуглероживается и очищается от вредных примесей, таких как фосфор и сера, путем продувки кислородом или добавления окислителей. Во время перехода из чугуна в сталь содержание кислорода в ванне повышается, и этот кислород присутствует в виде оксида железа в расплавленной стали. Если в стали останется избыток кислорода, тепло не сможет передаться прочной заготовке и механические свойства не будут достигнуты.
Решение состоит в том, чтобы добавить элементы, сродство которых к кислороду сильнее, чем у железа, и чьи оксиды легко выводятся в шлак. Сродство обычных элементов к кислороду в расплавленной стали ранжируется от слабого к сильному: хром, марганец, углерод, кремний, ванадий, титан, бор, алюминий, цирконий и кальций. Именно этот порядок объясняет, почему сплавы железа на основе кремния, марганца, алюминия и кальция являются стандартными раскислителями в производстве стали и почему ферросилиций и силикомарганец загружают почти при каждой плавке.
Использование в качестве легирующего агента
Легирующие элементы не только снижают содержание примесей в стали: они регулируют химический состав и, следовательно, свойства. В число легирующих элементов, используемых в повседневной жизни, входят кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, титан, вольфрам, кобальт, бор и ниобий. Стали, которые содержат разные легирующие элементы и в разном их количестве, ведут себя совершенно по-разному, поэтому марки стали указываются в соответствии со спецификацией их сплава. Кремний повышает прочность и электрическое сопротивление и необходим для изготовления трансформаторных и пружинных сталей; марганец повышает прокаливаемость и прочность и в сочетании с серой снижает ее вредное воздействие.
Использование в качестве восстановителя
Ферросилиций выступает восстановителем при производстве других ферросплавов, в том числе ферромолибдена и феррованадия.
Кремнийхромовый сплав используется в качестве восстановителя при рафинировании средне- и низкоуглеродистого феррохрома.
Таким же образом силикомарганец применяют для рафинирования средне- и низкоуглеродистого ферромарганца.
Ферросилиций также служит восстановителем при силикотермическом производстве металлического магния, что является отдельным и важным источником сбыта сплава.
Выбор между ферросилицием и силикомарганцем
Выбирайте силикомарганец, когда нагревание требует одновременного раскисления и добавления марганца.
Выбирайте ферросилиций, когда целью является легирование кремнием, раскисленная кремнием сталь или восстановительная работа в последующем процессе получения ферросплавов.
Калибровку согласовывать с точкой добавления: крупные комки для шихты печи, просеянные гранулы для обрезков ковша.
Контролируйте содержание углерода и фосфора в спецификации, поскольку эти остатки попадают в сталь.
Попросите анализ партии и сохраните его вместе с журналом плавки, чтобы можно было проверить баланс раскисления, если отливка не выдержит испытаний.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Каково основное применение ферросилиция и силикомарганца?
Оба используются в основном в качестве раскислителей и легирующих добавок в сталеплавильном производстве. Они удаляют из расплавленной стали избыток кислорода и серы и доводят ее химический состав до требуемой марки.
Вопрос: Почему силикомарганец заменяет ферросилиций при раскислении?
Поскольку силикомарганец раскисляет при нагревании и одновременно добавляет марганец, повышая прочность стали, доля силикомарганца в качестве раскислителя становится выше доли ферросилиция.
Вопрос: Какие элементы имеют более сильное сродство к кислороду, чем железо?
Ранжированы от слабого к сильному: хром, марганец, углерод, кремний, ванадий, титан, бор, алюминий, цирконий и кальций. Поэтому для раскисления применяют сплавы железа на основе кремния, марганца, алюминия и кальция.
Вопрос: Что означают названия классов?
FeSi75 означает ферросилиций с содержанием кремния около 75%. SiMn 6517 означает силикомарганец, содержащий около 65% марганца и 17% кремния. Кремний более высокого качества обычно стоит дороже.
Вопрос: Можно ли использовать ферросилиций вне сталеплавильного производства?
Да. Ферросилиций является восстановителем при производстве ферромолибдена, феррованадия и других сплавов, а также используется для выплавки металлического магния.
Вопрос: Какой размер следует заказать?
Комок размером 10 - 50 мм подходит для загрузки печи, а просеянные гранулы и порошок быстро растворяются в ковше и обеспечивают более точное дозирование для окончательной доводки анализа.