Ферросилиций ФС20(л): лигатура для раскисления и легирования стали
Ферросилиций марки ФС20(л) — ферросплав с массовой долей кремния 18–23 %, выплавляемый в дуговых рудно-термических печах и поставляемый в виде литых кусков («л» в обозначении указывает на литую структуру). В отличие от марок ФС45, ФС65 и ФС75, ФС20(л) применяется преимущественно как раскислитель и упрочняющая добавка при внепечной обработке, где не требуется высокое содержание кремния, но важна стабильная растворимость в расплаве и низкая стоимость вводимого кремния.
Технические характеристики и фракционный состав
Материал регламентируется ГОСТ 1415-93. Кремний находится в виде силицидов железа (FeSi, FeSi), что обеспечивает плотность 5,0–5,5 г/см и температуру плавления в диапазоне 1250–1350 C. Пониженное против ФС65 содержание кремния увеличивает долю железа, поэтому кусковой ФС20(л) тяжелее и легче погружается в объём металла при вводе в ковш.
| Показатель | Значение | Метод контроля | Влияние на обработку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si | 18–23 % | ГОСТ 1415-93 | Степень раскисления | Основа марки |
| Массовая доля Fe | остальное | расчёт | Плотность куска | — |
| Al, не более | 2,0 % | титрование | Риск неметаллических включений | Контроль по партии |
| Ca, не более | 1,0 % | спектральный | Модифицирование сульфидов | — |
| C, не более | 0,5 % | ГОСТ 1415-93 | Прирост углерода в стали | Для низкоуглеродистых плавок |
| Фракция | 20–100 мм | ситовой анализ | Скорость усвоения | По заказу 10–50 мм |
| Плотность | 5,0–5,5 г/см | гидростатический | Погружение в ковш | — |
Области применения
ФС20(л) востребован там, где требуется мягкое раскисление без перерасхода кремния и без риска насыщения металла тугоплавкими силикатами. Типовые технологические позиции:
- Раскисление стали в ковше на установках доводки металла (УДМ) и агрегатах «ковш-печь» перед разливкой на МНЛЗ.
- Легирование низколегированных конструкционных сталей для металлоконструкций, где кремний вводится в пределах 0,15–0,30 %.
- Обработка чугуна в вагранках и индукционных тигельных печах для повышения графитизирующего эффекта.
- Производство сварочных флюсов и электродных покрытий как кремнийсодержащий компонент шихты.
- Раскисление в литейных цехах при получении отливок из серого и высокопрочного чугуна.
Технология ввода в расплав
Кусковой ФС20(л) вводят в ковш до или во время выпуска стали, реже — присаживают в печь. Из-за повышенной плотности кусок проходит через шлаковый слой и растворяется в объёме металла, что снижает угар кремния. Расход лигатуры рассчитывают по уравнению баланса кремния с учётом его усвоения 80–90 % при температуре металла 1580–1620 C. Для мелких ковшей и точной дозировки применяют фракцию 10–50 мм, для крупнотоннажных — 20–100 мм.
Приёмка, хранение и контроль
Партию сопровождают сертификатом качества с указанием химического состава и фракции. Материал поставляется в стальных барабанах, контейнерах или навалом; хранится в сухих закрытых складах, поскольку увлажнение мелочи повышает риск выбросов при вводе в расплав. Перед применением проводят ситовой анализ и отбор проб на содержание Si, Al, Ca и C.
Вопросы и ответы
Чем ФС20(л) отличается от ФС65 и ФС75?
Содержание кремния ниже — 18–23 % против 63–68 % и 72–78 %. Это снижает тепловой эффект и стоимость вводимого кремния, но увеличивает массовую долю железа и расход лигатуры на тонну стали.
Что означает индекс «л» в обозначении марки?
Индекс указывает на литую структуру: сплав разливают в изложницы или на разливочной машине, получая куски с характерной кристаллической поверхностью, а не дроблёный материал.
Какая фракция оптимальна для обработки в ковше?
Для ковшей ёмкостью до 10 т рациональна фракция 10–50 мм, для крупнотоннажных — 20–100 мм. Мелкая фракция быстрее растворяется, но сильнее угорает на поверхности шлака.
Какой стандарт регламентирует поставку ФС20(л)?
Химический состав и гранулометрия устанавливаются ГОСТ 1415-93. Дополнительно партия контролируется по содержанию Al, Ca и C в зависимости от требований к выплавляемой стали.
