Ферросилиций FeSi75Al1.5: состав, фракции и применение в металлургии
Ферросилиций FeSi75Al1.5 — легирующий раскислитель на основе кремния с регламентированным содержанием алюминия в диапазоне 1,0–1,5 %. Марка занимает промежуточное положение между низкоалюминиевыми (FeSi75Al0.5, FeSi75Al1.0) и стандартными кремнистыми сплавами с алюминием до 2,0 %. Ограничение по Al критично для выплавки электротехнических, подшипниковых и нержавеющих марок стали, где повышенное содержание алюминия ухудшает разливаемость, загрязняет металл неметаллическими включениями AlO и снижает ударную вязкость готового проката.
Сплав выплавляют в рудно-термических печах восстановительным способом из кварцита и кокса с последующей разливкой в изложницы или на машинах непрерывного литья. Кремний в готовом продукте находится преимущественно в виде силицидов FeSi и FeSi, что обеспечивает высокую реакционную способность при вводе в жидкую сталь. Плотность ферросилиция FeSi75Al1.5 — 3,2–3,5 г/см, температура начала плавления — 1200–1250 C, полное расплавление — 1330–1350 C.
Нормируемые показатели
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на плавку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si | 74,0–80,0 % | ГОСТ 13230.1 | Степень раскисления | Основа сплава |
| Массовая доля Al | 1,0–1,5 % | ГОСТ 13230.2 | Чистота по AlO | Ключевой признак марки |
| Массовая доля C | 0,10 % | ГОСТ 13230.7 | Науглероживание | Для низкоуглеродистых сталей |
| Массовая доля S | 0,02 % | ГОСТ 13230.5 | Сульфидные включения | Контроль по партии |
| Массовая доля P | 0,04 % | ГОСТ 13230.4 | Хладноломкость | Ограничение для ответственных марок |
| Класс крупности | 10–50 мм | ГОСТ 25464 | Усвоение Si | По согласованию фракции |
Фракционный состав и упаковка
Поставляется в виде кусков с регламентированным гранулометрическим составом. Для ввода в ковш и печь применяют разные классы крупности, что влияет на скорость растворения и усвоение кремния.
- 10–50 мм — стандартная фракция для раскисления в ковше и печи;
- 20–100 мм — загрузка в дуговые сталеплавильные печи (ДСП);
- 2–10 мм — присадка в промежуточный ковш МНЛЗ и установки «печь-ковш»;
- 0–2 мм — порошковая проволока и инжекционное раскисление;
- насыпная плотность — 1,4–1,7 т/м в зависимости от фракции.
Технологические задачи
Основное назначение FeSi75Al1.5 — раскисление и легирование стали кремнием при ограничении привноса алюминия. Присадка в ковш обеспечивает снижение содержания кислорода, растворённого в металле, и формирование легковсплывающих силикатных включений. В производстве трансформаторной и динамной стали кремний повышает удельное электрическое сопротивление и снижает потери на гистерезис, поэтому контроль алюминия в ферросилиции напрямую связан с магнитными свойствами готового листа.
В литейном производстве марку применяют для модифицирования чугуна: кремний способствует графитизации, снижает отбел и повышает прочность отливок. Дозировка подбирается по содержанию углерода и кремния в шихте, типовая присадка — 0,3–0,8 % от массы расплава.
Области применения
- выплавка электротехнической анизотропной и изотропной стали в конвертерах и ДСП;
- раскисление подшипниковых марок (ШХ15 и аналоги) в установках «печь-ковш»;
- производство нержавеющих и коррозионностойких сталей с ограничением по Al;
- модифицирование серого и высокопрочного чугуна в индукционных печах;
- легирование кремнием в литейных цехах тяжёлого машиностроения.
Ввод в расплав и усвоение
Ферросилиций FeSi75Al1.5 вводят в ковш при выпуске стали или в печь перед выпуском. Усвоение кремния зависит от фракции, температуры металла и способа присадки: при загрузке в струю выпуска усвоение достигает 85–92 %, при присадке в промежуточный ковш МНЛЗ — 70–80 %. Для повышения точности легирования применяют порошковую проволоку с наполнителем из FeSi75Al1.5, что снижает угар и стабилизирует содержание кремния по длине слитка.
Вопросы и ответы
Чем FeSi75Al1.5 отличается от FeSi75Al1.0?
Марка FeSi75Al1.5 допускает содержание алюминия до 1,5 % против 1,0 % у FeSi75Al1.0. Разница критична для сталей с жёстким ограничением по алюминию, где превышение приводит к росту неметаллических включений AlO.
Какая фракция подходит для установки «печь-ковш»?
Для присадки в промежуточный ковш и на установке «печь-ковш» применяют фракцию 2–10 мм или порошковую проволоку. Крупные куски 20–100 мм используют при загрузке в ДСП и в струю выпуска.
Как контролируют содержание алюминия в партии?
Массовую долю алюминия определяют по ГОСТ 13230.2. Отбор проб ведут от партии, результат фиксируют в сертификате качества, где указывают фактические значения Si, Al, C, S и P.
Влияет ли алюминий в ферросилиции на разливаемость стали?
Да. Повышенный алюминий образует тугоплавкие включения AlO, которые отлагаются на стенках разливочных стаканов и каналов, снижая стабильность разливки на МНЛЗ. Ограничение по Al в марке FeSi75Al1.5 снижает этот риск.
