Ферросилиций ФС65Ба4: состав, свойства и применение в металлургии
Ферросилиций марки ФС65Ба4 — легирующий раскислитель на основе кремния с нормированным содержанием бария, применяемый в сталеплавильном производстве для глубокого раскисления и модифицирования стали. В отличие от стандартного ферросилиция, барий в составе снижает упругость пара кремния при высоких температурах, что повышает усвоение кремния расплавом и уменьшает его угар. Марка относится к группе барийсодержащих ферросплавов и поставляется в кусковом виде с регламентированным гранулометрическим составом.
Химический состав и технические параметры
Массовая доля кремния в марке ФС65Ба4 составляет 63–68 %, бария — 3–5 %, что соответствует обозначению «Ба4». Содержание углерода не превышает 0,1 %, фосфора — 0,05 %, серы — 0,02 %. Ограниченное количество алюминия (не более 1,5 %) и кальция (не более 1,0 %) обеспечивает предсказуемое поведение сплава при вводе в ковш. Температура плавления находится в диапазоне 1250–1350 C, насыпная плотность — 2,8–3,2 т/м.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si | 63–68 % | ГОСТ 13230.1 | Раскисление расплава | Основной компонент |
| Массовая доля Ba | 3–5 % | Атомно-эмиссионный | Снижение упругости пара Si | Модификатор |
| Массовая доля C | 0,1 % | ГОСТ 13230.4 | Минимизация науглероживания | Для низкоуглеродистых сталей |
| Массовая доля P | 0,05 % | ГОСТ 13230.5 | Контроль хладноломкости | Ограничение по примесям |
| Массовая доля S | 0,02 % | ГОСТ 13230.6 | Снижение красноломкости | Ограничение по примесям |
| Температура плавления | 1250–1350 C | Расчётно-экспериментальный | Кинетика растворения | Зависит от фракции |
Фракционный состав и упаковка
Ферросилиций ФС65Ба4 выпускается в следующих фракциях:
- 0–5 мм — для инжекции порошковой проволокой и вдувания в струю металла;
- 5–25 мм — для ввода в ковш при внепечной обработке;
- 10–50 мм — для загрузки в сталеразливочный ковш и промежуточный ковш МНЛЗ;
- 20–100 мм — для раскисления в печи и при выпуске плавки;
- 50–150 мм — для вакуумных установок и агрегатов ковш-печь.
Поставка осуществляется в стальных барабанах, биг-бэгах по 1000 кг или навалом в специализированных контейнерах. Влажность продукта не превышает 0,5 %, что исключает образование газовых дефектов при вводе в расплав.
Применение в металлургических процессах
Основная область использования ФС65Ба4 — раскисление и модифицирование конструкционных, трубных и низколегированных сталей. Барий, обладая высоким сродством к кислороду и сере, образует тугоплавкие соединения, которые всплывают в шлак, обеспечивая дополнительную десульфурацию. Это особенно важно при обработке стали на установках ковш-печь и вакуум-дегазаторах.
В производстве трубной заготовки на непрерывнолитейных машинах ввод ФС65Ба4 в промежуточный ковш позволяет модифицировать неметаллические включения, снижая их негативное влияние на ударную вязкость и коррозионную стойкость. В металлургии качественных сталей для автомобилестроения и энергомашиностроения применение барийсодержащего ферросилиция улучшает изотропность механических свойств и уменьшает анизотропию пластичности.
В литейном производстве марка используется для модифицирования чугуна с шаровидным графитом, где барий совместно с кремнием способствует получению компактных включений графита и повышению прочностных характеристик отливок. Также ФС65Ба4 применяется при сварке порошковой проволокой для раскисления сварочной ванны и повышения стойкости шва к образованию горячих трещин.
Технологические преимущества
- Повышенное усвоение кремния — до 85–90 % против 70–75 % у стандартного ФС65;
- Снижение расхода раскислителя на 10–15 % за счёт эффекта бария;
- Уменьшение содержания кислорода в готовой стали до 20–30 ppm;
- Снижение степени загрязнённости неметаллическими включениями;
- Стабильность свойств металла при переменных температурах обработки.
Вопросы и ответы
Чем ФС65Ба4 отличается от обычного ферросилиция ФС65?
Наличие бария в количестве 3–5 % снижает упругость пара кремния при высоких температурах, что уменьшает угар кремния и повышает его усвоение расплавом. Дополнительно барий связывает серу и модифицирует неметаллические включения.
В каких агрегатах вводят ФС65Ба4?
Материал применяется на установках ковш-печь, вакуум-дегазаторах, при выпуске стали из конвертера и электропечи, а также в промежуточных ковшах МНЛЗ при непрерывной разливке.
Какой фракции выбирать для порошковой проволоки?
Для инжекции порошковой проволокой используется фракция 0–5 мм с ограничением по влажности не более 0,5 %. Это обеспечивает стабильную подачу и растворение в объёме металла.
Влияет ли ФС65Ба4 на содержание углерода в стали?
Массовая доля углерода в сплаве не превышает 0,1 %, поэтому при соблюдении норм расхода заметного науглероживания металла не происходит, что позволяет применять марку для низкоуглеродистых сталей.
