Ферросилиций ФС-20: состав, фракции и применение в металлургии
Ферросилиций ФС-20 — ферросплав на основе кремния с массовой долей Si 18–23 % и железом в качестве основы. Выпускается по ГОСТ 1415-93. Относится к низкокремнистым маркам группы ФС с регламентированным содержанием примесей: углерод — не более 0,5 %, сера — не более 0,02 %, фосфор — не более 0,05 %, алюминий — не более 1,5 %. Температура плавления находится в диапазоне 1250–1350 C, плотность — 5,5–6,0 г/см. Поставляется в виде кусков, дробится и рассеивается на товарные фракции.
Технические характеристики
Сплав получают в руднотермических печах восстановительной плавкой кварцита. Низкое содержание кремния по сравнению с марками ФС-65, ФС-75 и ФС-90 определяет умеренную теплоту растворения и пониженную активность при вводе в расплав. Материал немагнитен при комнатной температуре, хрупок, не поддаётся пластической деформации. Гранулометрический состав нормируется по фракциям, массовая доля мелочи менее нижнего предела ограничивается.
| Показатель | Значение | Метод контроля | Влияние на плавку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si | 18–23 % | ГОСТ 1415-93 | раскисление стали | основной параметр |
| Углерод, не более | 0,5 % | титриметрия | науглероживание ванны | контроль по ковшовой пробе |
| Фосфор, не более | 0,05 % | фотоколориметрия | хладноломкость металла | лимит для ответственных марок |
| Сера, не более | 0,02 % | ГОСТ 20580.7 | красноломкость | ограничение по сортности |
| Алюминий, не более | 1,5 % | атомно-абсорбционный | угар при продувке | контроль по партии |
| Температура плавления | 1250–1350 C | расчётно-справочный | скорость усвоения | зависит от фракции |
Фракции и упаковка
Товарный ФС-20 рассеивается на классы крупности, каждый из которых ориентирован на определённый передел:
- 0–10 мм — наполнитель для порошковой проволоки, ввод в ковш на установке «печь-ковш»;
- 10–50 мм — раскисление и легирование в дуговых сталеплавильных печах ДСП-25…ДСП-150;
- 20–100 мм — загрузка в конвертер и электропечь вместе с шихтой;
- 50–150 мм — ваграночная плавка, чугунолитейное производство;
- 2–5 мм — модифицирование и обработка стали в промежуточном ковше МНЛЗ.
Отгрузка ведётся в стальных барабанах, мягких контейнерах МКР по 1 т или навалом в полувагонах. Влажность партии не нормируется, но при хранении под открытым небом возможно увлажнение мелочи, что требует сушки перед загрузкой в печь.
Применение в металлургии
Основное назначение ФС-20 — раскисление и предварительное легирование кремнием. В мартеновском и конвертерном переделе сплав вводят в ковш или в печь для снижения содержания кислорода в металле. В производстве электротехнических сталей марка используется как промежуточный продукт при выплавке трансформаторных марок с нормированным содержанием кремния. В чугунолитейном производстве ФС-20 применяется для графитизирующего модифицирования и повышения жидкотекучести чугуна в вагранках и индукционных печах ИЧТ.
В сварочном производстве фракция 2–5 мм идёт в состав шихты электродных покрытий и порошковых проволок для наплавки. В ферросплавном переделе марка служит полупродуктом для получения более богатых сплавов ФС-65 и ФС-75.
Условия эксплуатации и хранения
Сплав не выделяет токсичных соединений при нормальных условиях. Пыль при дроблении содержит кристаллический кремнезём и требует аспирации на участках рассева. При контакте с влагой возможно выделение незначительного количества водорода, поэтому склады оборудуются вентиляцией. Гарантийный срок хранения не ограничен при отсутствии прямого увлажнения.
Вопросы и ответы
Чем ФС-20 отличается от ФС-65 и ФС-75?
Массовой долей кремния: 18–23 % против 65 % и 75 % соответственно. ФС-20 даёт меньший тепловой эффект при вводе в расплав и применяется там, где требуется плавное регулирование содержания кремния.
Какая фракция подходит для порошковой проволоки?
Для наполнения порошковой проволоки используется фракция 0–10 мм с ограничением по верхнему классу крупности, чтобы обеспечить равномерную подачу через дозатор тракта проволоки.
Нормируется ли содержание алюминия в ФС-20?
Да, по ГОСТ 1415-93 массовая доля алюминия не превышает 1,5 %. Для ответственных марок стали заказчик может ужесточить этот лимит в спецификации.
Можно ли вводить ФС-20 в промежуточный ковш МНЛЗ?
Да, фракция 2–5 мм применяется для обработки стали в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок, обеспечивая раскисление без засорения стакана-дозатора.
