Ферросиликомарганец: состав, марки и применение в сталеплавильном производстве
Ферросиликомарганец комплексная лигатура системы MnSiFe, применяемая для раскисления и легирования стали в дуговых сталеплавильных печах, конвертерах и ковшах. Материал обеспечивает одновременное введение кремния и марганца в расплав, что снижает расход ферросплавов и сокращает продолжительность доводки металла по химическому составу. Технические характеристики регламентируются ГОСТ 11861-91 и международными спецификациями ASTM A483.
Химический состав и марочный сортамент
Основные контролируемые элементы марганец (Mn), кремний (Si), углерод (C), фосфор (P) и сера (S). Содержание марганца в товарных партиях варьируется от 55% до 78%, кремния от 17% до 27%. По содержанию углерода сплав подразделяется на низкоуглеродистые (до 0,1% C) и среднеуглеродистые (до 2,0% C) модификации. Соотношение Mn/Si определяет раскислительную способность и влияет на усвоение элементов при введении в сталь.
| Марка | Mn, % | Si, % | C, % | P, % |
|---|---|---|---|---|
| ФСМн55 | от 55 до 60 | от 17 до 22 | до 2,0 | до 0,35 |
| ФСМн65 | от 65 до 70 | от 20 до 25 | до 1,5 | до 0,30 |
| ФСМн75 | от 75 до 78 | от 17 до 22 | до 1,0 | до 0,25 |
Технологические свойства
Температура плавления ферросиликомарганца находится в диапазоне от 1100 до 1250 C, что обеспечивает быстрое растворение в стальном расплаве без образования тугоплавких конгломератов. Насыпная плотность материала составляет от 3,0 до 3,5 т/м. Сплав поставляется в кусках фракции от 5 до 100 мм; для порошковой металлургии и сварочных электродов предусмотрены помолы до 0,52,0 мм.
Раскислительная способность ферросиликомарганца выше, чем у ферромарганца, благодаря присутствию кремния, образующего стабильные оксиды SiO. Совместное введение Mn и Si позволяет получить жидкоподвижные продукты раскисления, которые легко ассимилируются шлаком и не загрязняют металл неметаллическими включениями. Это особенно важно при производстве низколегированных конструкционных сталей с требованиями по ударной вязкости и хладостойкости.
Применение в металлургических процессах
- Раскисление стали в ковше при выпуске из ДСП и конвертера обеспечивает связывание растворенного кислорода и предотвращает образование усадочных дефектов в слитках.
- Легирование марганцем и кремнием трубных марок стали классов прочности К52К65, используемых для магистральных газопроводов.
- Производство рельсовой стали с повышенным сопротивлением контактной усталости для железнодорожных путей с интенсивным грузопотоком.
- Выплавка ферросиликомарганца в рудно-термических печах с последующим использованием в качестве промежуточного продукта для получения силикомарганца с пониженным содержанием углерода.
- Модифицирование чугуна в литейных цехах для повышения прочности отливок, работающих в условиях абразивного износа.
Условия поставки и контроль качества
Отгрузка производится в мягких контейнерах типа МКР по 1,01,5 т, в полипропиленовых мешках по 2550 кг или насыпью в крытых железнодорожных вагонах. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием полного химического анализа. Допустимое отклонение по содержанию марганца не превышает 1,5%, по кремнию 1,0%. Входной контроль на предприятии-потребителе выполняется методами атомно-эмиссионной спектрометрии или рентгенофлуоресцентного анализа.
При хранении ферросиликомарганец не требует специальных условий, однако следует исключать длительный контакт с влагой во избежание окисления поверхности кусков. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий складирования в закрытых помещениях или под навесом.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем ферросиликомарганец отличается от ферромарганца?
Ферросиликомарганец содержит от 17% до 27% кремния, который усиливает раскислительную способность и способствует образованию легкоплавких продуктов раскисления. Ферромарганец кремния практически не содержит и применяется преимущественно для легирования, а не для раскисления.
Какая фракция ферросиликомарганца оптимальна для ковшевой обработки?
Для введения в сталеразливочный ковш применяется фракция от 20 до 80 мм. Мелкие фракции от 5 до 20 мм используются при инжекции в струе аргона или для присадки в кристаллизатор МНЛЗ. Пылевидные фракции нежелательны из-за повышенного угара.
Какой угар марганца наблюдается при использовании ферросиликомарганца?
При ковшевом раскислении угар марганца составляет от 10% до 15%, при введении в печь от 15% до 25%. Угар кремния ниже и не превышает 510% при условии отсутствия окислительного шлака.
Можно ли использовать ферросиликомарганец для производства ферросилиция?
Технологически возможно, но экономически нецелесообразно. Для получения ферросилиция используют кварцит и стальную стружку; ферросиликомарганец применяют как самостоятельную лигатуру или для корректировки состава при выплавке специальных сплавов.
