Феррохром FeCr60C90Si4LP: низкофосфорный высокоуглеродистый сплав для легирования стали
Феррохром FeCr60C90Si4LP — высокоуглеродистый ферросплав с регламентированным содержанием хрома, углерода, кремния и пониженной массовой долей фосфора. Маркировка расшифровывается однозначно: FeCr — феррохром, 60 — номинальная концентрация хрома (60 %), C90 — верхняя граница углерода (9,0 %), Si4 — ограничение кремния (4,0 %), LP (Low Phosphorus) — низкофосфорная модификация. Такой сплав выплавляют в рудовосстановительных дуговых печах непрерывным или периодическим процессом с восстановлением хромовой руды коксом; низкое содержание фосфора достигается подбором шихты с минимальным вносом PO и восстановительными режимами, подавляющими переход фосфора в металл.
В отличие от стандартного FeCr60C90, модификация LP критична для металлургических переделов, где фосфор лимитируется на уровне 0,02–0,03 % в готовой стали. Фосфор в высокоуглеродистом феррохроме распределяется между карбидной и матричной фазами; при вводе в ковш он практически полностью переходит в расплав, поэтому исходное содержание в сплаве прямо определяет конечную концентрацию в стали. Для подшипниковых, рельсовых, трубных и холоднокатаных марок сталей это ограничение является определяющим при выборе ферросплава.
Технические характеристики и фракционный состав
Сплав поставляется в виде кусков, дробленых фракций или гранул. Основные нормируемые параметры — массовая доля хрома, углерода, кремния, фосфора и серы, а также гранулометрический состав и насыпная плотность. Плотность феррохрома FeCr60C90Si4LP составляет 6,8–7,2 г/см, температура плавления — 1550–1650 C, что обеспечивает устойчивое растворение в ковше при выпуске стали с температурой 1600–1650 C.
| Параметр | Единица | Норма | Метод контроля | Влияние на передел |
|---|---|---|---|---|
| Хром, Cr | % | 60,0–65,0 | титриметрия, РФА | степень легирования |
| Углерод, C | % | 8,0–9,0 | сжигание в O | раскисление, карбидообразование |
| Кремний, Si | % | 4,0 | гравиметрия | раскисляющая способность |
| Фосфор, P | % | 0,020 | фотометрия | хладноломкость стали |
| Сера, S | % | 0,030 | ИСП-АЭС | сульфидные включения |
| Фракция 10–50 | мм | 95 % | ситовой анализ | загрузка в ковш |
| Фракция 2–10 | мм | 95 % | ситовой анализ | печь-ковш, инжекция |
Области применения
Сплав применяют преимущественно на этапе выпуска и внепечной обработки стали, а также при выплавке высокоуглеродистого полупродукта. Ключевые переделы:
- Выплавка подшипниковых сталей ШХ15 и аналогов в дуговых сталеплавильных печах с последующей обработкой на установке печь-ковш.
- Производство рельсовой стали в кислородных конвертерах с ограничением фосфора по ГОСТ 24182.
- Легирование трубных марок для магистральных газопроводов, эксплуатируемых при –40 C и ниже.
- Выплавка холоднокатаного листа для автомобильной штамповки, где фосфор лимитируется по склонности к хрупкому разрушению.
- Производство высокоуглеродистой катанки для металлокорда и пружинной проволоки.
- Ввод в ковш при обработке стали на циркуляционном вакууматоре для снижения окисленности расплава.
Технологические особенности ввода
Феррохром FeCr60C90Si4LP загружают в ковш до или во время выпуска стали, реже — в печь в конце плавки. Растворение кусковой фракции 10–50 мм занимает 3–7 минут при температуре расплава выше 1580 C. Для фракции 2–10 мм применяют инжекцию порошковой проволокой или пневматический ввод через трайб-аппарат, что повышает усвоение хрома до 95–98 %. Углерод, вносимый сплавом, учитывают в углеродном балансе плавки; при производстве низкоуглеродистых марок FeCr60C90Si4LP не применяют из-за риска науглероживания.
Низкое содержание фосфора позволяет использовать сплав в переделах, где применяется шихта с повышенным содержанием цветного лома, а также при выплавке стали с ограничением P 0,015 %. По сравнению с высокоуглеродистым феррохромом стандартного качества, модификация LP снижает потребность в дорогостоящих операциях дефосфорации и уменьшает количество некондиционных плавок.
Вопросы и ответы
Чем FeCr60C90Si4LP отличается от стандартного FeCr60C90?
Основное отличие — регламентированное низкое содержание фосфора ( 0,020 % против 0,03–0,05 % у стандартного сплава). Это критично для сталей с ограничением фосфора, например подшипниковых и трубных марок.
В каких агрегатах вводят этот феррохром?
Сплав вводят в сталеразливочный ковш при выпуске плавки, на установке печь-ковш, при вакуумной дегазации, а также инжекцией порошковой проволокой через трайб-аппарат.
Какое усвоение хрома обеспечивает FeCr60C90Si4LP?
При кусковой загрузке в ковш усвоение хрома составляет 90–95 %, при инжекции фракции 2–10 мм — 95–98 %. Показатель зависит от температуры расплава и окисленности стали.
Можно ли применять сплав для низкоуглеродистых сталей?
Нет. Содержание углерода 8,0–9,0 % приводит к науглероживанию расплава. Для низкоуглеродистых марок используют средне- и низкоуглеродистые феррохромы.
