Общие требования к качеству ферросплавов

 

Химический состав. Основным показателем качества ферросплавов является его химический состав и прежде всего, содержание в нем ведущего элемента. При этом важно постоянство содержания легирующего элемента в ферросплаве отдельных плавок, объединяемых в одну партию. Однородность химического состава ферросплавов характеризуется максимально допустимым отклонением от среднего содержания ведущего элемента в партии.

Нормативные документы на ферросплавы отражают содержание примесей. В первую очередь это относится к Р, S и С. Особо вредными в ферросплавах являются примеси цветных металлов (Сu, Р, Zn, Sn, Sb, As, Bi, Cd), которые практически не удаляются из металла в процессе плавки. Поэтому содержание цветных металлов в металлической шихте в ферросплавах ограничивают.

Гранулометрический состав ферросплава должен обеспечивать быстрое расплавление, высокое усвоение легирующего элемента и уменьшают потери ферросплавов при транспортировке. Допустимый размер кусков в стандартах характеризуется габаритными размерами (< 300 мм) или максимальной массой куска (5—45 кг). Для снижения потерь сплава специально оговаривается допустимое количество мелочи определенного класса крупности (3—10% фракции < 20 мм). Важное значение имеют также механические свойства легирующих добавок, поскольку на их основе производится выбор дробильных устройств для получения заданного гранулометрического состава сплавов.

Газы и неметаллические включения. Важным фактором, влияющим на качество стали и сплавов, является содержание в ферросплавах газов (особенно водорода и азота), неметаллических включений. Наиболее опасен водород в ферросплавах на основе высокореакционных металлов (Ti, V, Nb, Ca, Si ). Концентрация водорода в этих металлах может достигать 200см³ на 100 г. Присадка таких ферросплавов в ковш приводит к рослости слитков. Прокаливание ферросплавов малоэффективно, так как позволяет удалить только влагу и не снижает, а иногда даже повышает, концентрацию кислорода и азота.

 

Способы получения ферросплавов Классификация способов получения ферросплавов по виду используемого агрегата

 

1) электропечной; 2) металлотермический; 3) доменный; 4) электролитический; 5) специальные методы.

Электротермический способ (углевосстановительный и силикотермический) . Плавка ведется дуговых электрических печах, в которых тепло выделяется при прохождении тока через газовый промежуток и шихтовые материалы, обладающие высоким электрическим сопротивлением. Процессы характеризуются получением высоких температур в области горения электрических дуг.

Металлотермический способ основан на использовании тепла химических реакций восстанавливаемых оксидов алюминием и кремнием. Эти процессы могут проводиться в очагах без подвода тепла извне, или в дуговых электрических печах. Металлотермические методы подразделяются в зависимости от типа применяемого восстановителя (алюминотермия и силикотермия), иногда используются одновременно несколько восстановителей.

Электролитический способ Восстановление элементов осуществляется электрическим током из сернокислых растворов соответствующих оксидов (марганца, хрома).

Доменный способ позволил впервые получать необходимые ферросплавы (с Mn, Si и Сг), но он требует значительного расхода высококачественного кокса, а получаемые сплавы содержат много углерода. В доменных печах возможно выплавлять высокоуглеродистый ферромарганец и бедный ферросилиций (9-14% кремния).

Специальные методы. В последние годы получили развитие специальные методы получения и рафинирования расплавов в вакуумных печах сопротивления, индукционных печах и в конвертерах, позволяющие производить с особо низким содержанием углерода (< 0,03-0,01 %), кислорода, водорода и неметаллических включений, а также азотированные ферросплавы с хромом, марганцем, ванадием и т.д.