Ферросилиций FeSi45: состав, характеристики и применение
Ферросилиций FeSi45 — ферросплав на основе железа и кремния с массовой долей кремния 41–47%, получаемый электротермическим восстановлением кварцита каменноугольным восстановителем в рудно-термических печах. Материал поставляется в виде кусков дроблёной фракции, используется в чёрной металлургии в качестве раскислителя и легирующего компонента при выплавке конструкционных, инструментальных и нержавеющих сталей.
Металлургические функции FeSi45
Основное назначение ферросилиция марки FeSi45 — раскисление стального расплава в дуговых сталеплавильных печах, конвертерах и ковшах. Кремний, входящий в состав сплава, связывает растворённый в жидкой стали кислород в оксид кремния SiO, который переходит в шлаковую фазу. Это обеспечивает:
- снижение содержания кислорода в стали до 20–40 ppm перед внепечной обработкой;
- повышение степени усвоения легирующих элементов, вводимых в расплав;
- формирование жидкоподвижного шлака с оптимальной основностью;
- предотвращение повторного окисления металла при выпуске из печи.
Помимо раскисления, FeSi45 применяется для легирования сталей кремнием. Содержание кремния 0,15–0,35% в конструкционных сталях повышает прочностные характеристики, упругость и жаростойкость. В электротехнических сталях кремний увеличивает магнитную проницаемость и снижает потери на гистерезис.
Химический состав и физико-механические параметры
Химический состав ферросилиция FeSi45 регламентируется ГОСТ 1415-93. Массовая доля кремния в сплаве составляет 41–47%, что определяет его плотность около 5,4 г/см и температуру плавления в интервале 1250–1300 C. Содержание примесей ограничено следующими значениями:
- фосфор — не более 0,05%;
- сера — не более 0,02%;
- углерод — не более 0,2%;
- мышьяк — не более 0,05%.
По сравнению с высококремнистыми марками FeSi75, FeSi45 характеризуется более высокой плотностью и меньшей склонностью к ликвации при введении в расплав. Это обеспечивает более быстрое растворение сплава в жидкой стали и равномерное распределение кремния по объёму металла.
Фракционный состав и условия поставки
Ферросилиций FeSi45 поставляется в дроблёном виде с контролируемым гранулометрическим составом. Стандартные фракции, используемые в металлургическом производстве:
- 0–5 мм — для порошковой проволоки и инжекционной подачи;
- 5–25 мм — для присадки в ковш при внепечной обработке;
- 25–50 мм — для завалки в дуговые сталеплавильные печи;
- 50–100 мм — для доменного производства и вагранок.
Материал упаковывается в мягкие контейнеры МКР по 1000–1200 кг или отгружается навалом в полувагоны. При хранении необходимо исключать контакт сплава с влагой — взаимодействие ферросилиция с водой приводит к выделению водорода и фосфина, что создаёт взрывопожароопасную ситуацию.
Применение в различных отраслях
FeSi45 востребован не только в сталеплавильном производстве, но и в других промышленных процессах:
- производство ферросиликомарганца и силикомарганца в рудно-термических печах;
- выплавка чугуна в доменных печах для корректировки содержания кремния;
- производство лигатур для алюминиевых сплавов;
- изготовление сварочных флюсов и электродных покрытий;
- производство ферросилициевой пыли для химической промышленности.
Сравнение марок ферросилиция
| Марка | Содержание Si, % | Плотность, г/см | Температура плавления, C | Основное применение |
|---|---|---|---|---|
| FeSi45 | 41–47 | 5,4 | 1250–1300 | Раскисление стали в печи и ковше |
| FeSi65 | 63–68 | 4,7 | 1210–1250 | Легирование и раскисление |
| FeSi75 | 74–80 | 3,5 | 1300–1360 | Производство ферросплавов, магнийтермия |
Выбор между марками FeSi45 и FeSi75 определяется технологическими задачами конкретного производства. Для раскисления стали в ковше с целью получения заданного содержания кремния в готовом металле FeSi45 обеспечивает более высокую степень усвоения за счёт большей плотности и меньшей угара. При необходимости интенсивного раскисления с образованием большого количества шлака предпочтительнее использовать FeSi75.
Вопросы и ответы
Какое содержание кремния в ферросилиции FeSi45?
Массовая доля кремния в сплаве FeSi45 составляет 41–47% по ГОСТ 1415-93. Остальное — железо и ограниченные примеси фосфора, серы, углерода и мышьяка.
Для чего используется FeSi45 в сталеплавильном производстве?
FeSi45 применяется для раскисления стали в дуговых печах, конвертерах и ковшах, а также для легирования конструкционных и электротехнических сталей кремнием до заданного содержания.
Какие фракции FeSi45 доступны для поставки?
Стандартные фракции: 0–5 мм для порошковой проволоки, 5–25 мм для ковшевой обработки, 25–50 мм для завалки в печь, 50–100 мм для доменного производства.
Чем FeSi45 отличается от FeSi75?
FeSi45 содержит 41–47% кремния, имеет плотность 5,4 г/см и температуру плавления 1250–1300 C. FeSi75 содержит 74–80% кремния, плотность 3,5 г/см и плавится при 1300–1360 C. FeSi45 быстрее растворяется в стали и даёт меньший угар кремния.
