Ферросилиций ФС60Ба22: барий-содержащий раскислитель и модификатор стали
Ферросилиций ФС60Ба22 — комплексный ферросплав, содержащий 58–62 % кремния, 20–24 % бария и не более 1,5 % алюминия. Введение бария в состав ферросилиция обеспечивает сочетание раскисляющего и модифицирующего действия: барий активно связывает кислород и серу, а его оксиды формируют тугоплавкие включения, которые легко удаляются из расплава. Сплав применяется преимущественно в производстве низколегированных и углеродистых конструкционных сталей, где требуется повысить чистоту металла по неметаллическим включениям и улучшить разливаемость.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si | 58–62 % | ГОСТ 13230.1 | Основное раскисление | Типовое значение — 60 % |
| Массовая доля Ba | 20–24 % | ГОСТ 13230.7 | Модифицирование включений | Оптимум — 22 % |
| Массовая доля Al | 1,5 % | ГОСТ 13230.2 | Снижение загрязнения | Ограничение по Al |
| Массовая доля C | 0,10 % | ГОСТ 13230.4 | Контроль науглероживания | Для ответственных марок |
| Плотность | 3,2–3,6 г/см | ГОСТ 18898 | Погружение в расплав | Зависит от фракции |
| Фракция | 10–50 мм | ГОСТ 18365 | Усвоение в ковше | По согласованию — 5–25 мм |
Фазовый состав и поведение в расплаве
Сплав кристаллизуется в виде многофазной структуры: силициды бария (BaSi, BaSi) и твёрдый раствор кремния в -фазе. Такая структура обеспечивает постепенное растворение гранул в объёме металла при температуре 1550–1600 C. Барий, обладая высоким сродством к кислороду, начинает взаимодействовать с растворённым кислородом раньше кремния, что снижает угар последнего и стабилизирует степень усвоения. Образующиеся барийсодержащие оксиды (BaOSiO) имеют температуру плавления выше 1400 C и легко всплывают в шлак.
Области применения
- Обработка стали в ковше на установках доводки металла (УДМ) и вакуумных дегазаторах циркуляционного типа.
- Производство трубных марок стали для магистральных газопроводов, работающих при температуре до –60 C.
- Модифицирование колёсной и рельсовой стали в металлургических цехах с непрерывной разливкой.
- Раскисление низколегированных сталей для мостостроения и строительных металлоконструкций.
- Обработка стали для поковок ответственного назначения в тяжёлом машиностроении.
- Производство штрипса и сортового проката на непрерывных литейно-прокатных агрегатах.
Технология ввода
Ферросилиций ФС60Ба22 вводится в ковш до или во время выпуска стали, либо на установке доводки металла через трайб-аппарат или пневматический инжектор. Оптимальный расход — 1,5–3,0 кг/т стали в зависимости от исходного содержания кислорода и серы. При вводе в струю металла при выпуске достигается наибольшая степень усвоения бария — до 85 %. Температура расплава при обработке должна поддерживаться не ниже 1560 C для предотвращения образования корки на поверхности.
Преимущества перед стандартным ферросилицием
- Снижение содержания неметаллических включений в готовом металле на 20–35 %.
- Повышение ударной вязкости при отрицательных температурах на 15–25 Дж/см.
- Уменьшение анизотропии свойств в литом и деформированном металле.
- Стабильное усвоение кремния при меньшем расходе раскислителя.
- Снижение склонности к образованию трещин при непрерывной разливке.
Вопросы и ответы
Чем ФС60Ба22 отличается от ФС65 и ФС75?
ФС60Ба22 содержит 20–24 % бария, который обеспечивает модифицирующее действие и связывание серы. Стандартные ФС65 и ФС75 барий не содержат и применяются только для раскисления.
Какая фракция оптимальна для обработки стали в ковше?
Для ковшевой обработки рекомендуется фракция 10–50 мм, обеспечивающая контролируемое растворение. Для инжекционных установок применяют фракцию 5–25 мм.
Какой расход ФС60Ба22 при внепечной обработке?
Типовой расход составляет 1,5–3,0 кг/т стали. Точное значение определяется по содержанию кислорода перед раскислением и требуемой степени десульфурации.
Влияет ли барий на разливаемость стали?
Да. Барий модифицирует неметаллические включения, снижая их адгезию к стенкам кристаллизатора. Это уменьшает риск зарастания стаканов и улучшает стабильность непрерывной разливки.
