Ферросиликоцирконий ТУ 14-5-83-87 в Минске


Ферросиликоцирконий ТУ 14-5-83-87: состав, фракции и применение

Ферросиликоцирконий по ТУ 14-5-83-87 — комплексный ферросплав системы Zr–Si–Fe, предназначенный для раскисления, модифицирования и микролегирования стали. В отличие от лигатур на основе циркония с алюминием, данный сплав не вносит в металл алюминий и обеспечивает преимущественное образование тугоплавких оксидов и нитридов циркония. Стандарт регламентирует химический состав, гранулометрию и влажность продукта, поставляемого в металлургические цеха.

Химический состав и фракционный состав

Сплав выплавляют в руднотермических печах восстановлением цирконового концентрата в присутствии кварцита и железной стружки. Основные нормируемые элементы — цирконий и кремний; содержание углерода и серы ограничено, поскольку лигатура вводится в ковш перед разливкой. Массовая доля влаги не превышает 0,5 %, что исключает паровые выбросы при вводе в жидкий металл.

ПоказательМарка ФСЦр-1Марка ФСЦр-2Фракция, ммНазначение
Цирконий, %20–2615–2010–50ковшевое раскисление
Кремний, %45–5540–505–25модифицирование
Железо, %остальноеостальное2–10проволока с наполнителем
Углерод, % 0,10 0,150–3порошковая проволока
Сера, % 0,03 0,0510–50ввод в ковш

Технологические свойства

Температура плавления лигатуры находится в диапазоне 1350–1450 C, что ниже температуры стали в ковше, поэтому растворение протекает без образования «козлов» на подине. Плотность сплава — 4,5–5,2 г/см; для удержания в объёме металла фракцию 10–50 мм вводят в струю при выпуске или в ковш с продувкой аргоном. Цирконий обладает высоким сродством к кислороду, сере и азоту: раскислительная способность превосходит ферросилиций, а образующиеся нитриды ZrN служат центрами кристаллизации при затвердевании.

Модифицирующий эффект проявляется в измельчении зерна в зоне термического влияния сварных швов и в снижении анизотропии свойств толстолистового проката. Введение 0,03–0,08 % циркония по массе повышает ударную вязкость при отрицательных температурах до –60 C, что критично для конструкций северного исполнения.

Области применения

  • Раскисление и модифицирование низколегированных трубных сталей классов К52–К60 на установках «печь-ковш» и вакууматорах.
  • Микролегирование стали для отливок горно-шахтного оборудования: зубьев ковшей экскаваторов, броней конусных дробилок.
  • Ввод в порошковой проволоке на агрегатах непрерывной разливки сортовых заготовок.
  • Обработка высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в литейных цехах.
  • Легирование жаропрочных и коррозионностойких марок при выплавке в дуговых печах.
  • Производство сварочных материалов для сварки ответственных металлоконструкций мостовых кранов.

Условия поставки и контроля

Лигатуру поставляют в стальных барабанах или мягких контейнерах типа МКР массой до 1000 кг. Гарантируется отсутствие металлических включений крупнее 2 мм и посторонних примесей. Входной контроль на металлургических предприятиях выполняют по паспорту партии с отбором пробы на химический анализ и определением гранулометрического состава ситовым методом. Хранение — в закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %.

Вопросы и ответы

Чем ферросиликоцирконий отличается от ферроциркония?

Ферроцирконий содержит цирконий преимущественно в паре с алюминием или кремнием при ином соотношении, тогда как сплав по ТУ 14-5-83-87 — это система Zr–Si–Fe с массовой долей кремния 40–55 % и ограничением алюминия, что снижает загрязнение стали алюминатными включениями.

Какая фракция оптимальна для ввода в ковш?

Для обработки в ковше применяют фракцию 10–50 мм: она обеспечивает контролируемое погружение в объём металла и растворение за 3–5 минут. Для порошковой проволоки используют фракцию 0–3 мм с влажностью не более 0,5 %.

Какой расход лигатуры на тонну стали?

При содержании циркония 20–26 % расход составляет 0,15–0,40 кг/т в зависимости от требуемой степени раскисления и остаточного содержания циркония 0,03–0,08 %. Точную навеску рассчитывают по балансу кислорода в металле перед выпуском.

Как хранить и транспортировать сплав?

Продукт транспортируют всеми видами крытого транспорта, хранят в сухих закрытых складах. Перед вводом в расплав барабаны вскрывают непосредственно у рабочей площадки, чтобы исключить увлажнение фракции.