Ферросилиций ФС-45: состав, фракции и применение в металлургии
Ферросилиций ФС-45 — ферросплав с регламентированным содержанием кремния 43–47 % и основным легирующим элементом Si, выплавляемый в рудно-термических печах восстановлением кварцита коксом в присутствии стальной стружки. По ГОСТ 1415-93 марка относится к группе низкокремнистых сплавов с ограничением по фосфору и углероду, что определяет её применение в операциях раскисления и модифицирования, где недопустим перегрев расплава и повышенный угар кремния.
Технические характеристики и фракционный состав
Сплав поставляется в кусковом виде с регламентированным гранулометрическим составом; для инжекционных и порошковых технологий выпускается молотый и гранулированный ФС-45. Плотность находится в пределах 5,0–5,4 г/см, температура плавления — 1250–1330 C, насыпная плотность кусковой фракции — 2,8–3,2 т/м. Содержание алюминия не превышает 1,5 %, кальция — 0,5 %, что важно при обработке низколегированных марок стали с жёсткими требованиями по неметаллическим включениям.
| Показатель | ФС-45 (ГОСТ 1415-93) | ФС-65 | ФС-75 | ФС-90 |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si, % | 43–47 | 63–68 | 73–78 | 87–92 |
| Al, не более, % | 1,5 | 2,0 | 2,0 | 1,5 |
| C, не более, % | 0,10 | 0,15 | 0,15 | 0,10 |
| P, не более, % | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,04 |
| Температура плавления, C | 1250–1330 | 1250–1300 | 1200–1250 | 1200–1250 |
Фракции и упаковка
- 0–5 мм — молотый сплав для порошковой проволоки и инжекции в ковш;
- 5–25 мм — гранулированный для дозированной подачи в печь;
- 20–100 мм — кусковой для завалки в сталеплавильный агрегат;
- 10–50 мм — стандартная фракция для ДСП и индукционных печей;
- 0–2 мм — тонкомолотый для сварочных электродов и наплавочных смесей.
Применение в металлургии и литейном производстве
ФС-45 применяют для раскисления и легирования кремнием конструкционных, низколегированных и электротехнических сталей в дуговых сталеплавильных печах, конвертерах и агрегатах ковш-печь. В литейном производстве сплав вводят в шихту при выплавке серого и высокопрочного чугуна для регулирования содержания кремния и графитизирующего отжига. В сварочном производстве молотый ФС-45 служит компонентом шихты рутиловых и кремнийсодержащих электродов, обеспечивая стабильность горения дуги и защиту сварочной ванны.
В производстве электротехнической анизотропной стали сплав участвует в формировании ингибиторной фазы и текстуры вторичной рекристаллизации. В цветной металлургии ФС-45 используют как восстановитель при получении ферросплавов и лигатур на основе меди и никеля, а также в процессах внепечной обработки для связывания кислорода в трудновосстановимые силикаты.
Условия эксплуатации и технологические ограничения
Сплав гигроскопичен при длительном хранении в неотапливаемых складах, поэтому перед завалкой рекомендуется прокалка при 300–400 C. При инжекции порошковой проволокой с ФС-45 в ковш скорость подачи ограничивают 80–120 м/мин во избежание локального переохлаждения расплава. Введение сплава в индукционную печь требует предварительного подогрева шихты, поскольку растворение кремния сопровождается эндотермическим эффектом.
Вопросы и ответы
Чем ФС-45 отличается от ФС-65 и ФС-75?
ФС-45 содержит 43–47 % кремния против 63–68 % у ФС-65 и 73–78 % у ФС-75. Меньшая концентрация Si снижает тепловой эффект растворения и позволяет точнее дозировать кремний в низколегированных сталях, где недопустим перегрев расплава.
Какие фракции ФС-45 поставляются по ГОСТ 1415-93?
Стандартный ряд включает 0–5, 5–25, 10–50, 20–100 и 0–2 мм. Для инжекции в ковш применяют молотый сплав 0–5 мм, для завалки в ДСП — кусковой 20–100 мм.
Допустимо ли применение ФС-45 для раскисления электротехнической стали?
Да, при условии контроля содержания алюминия не выше 1,5 % и фосфора не выше 0,05 %. Сплав вводят в ковш-печь на заключительной стадии доводки для формирования требуемого уровня кремния.
Как хранить ферросилиций ФС-45?
Сплав хранят в закрытых сухих складах с относительной влажностью не выше 70 %. Перед использованием в индукционных печах рекомендуется прокалка при 300–400 C для удаления влаги.
