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.
| Показатель | Марка ФСЦр-1 | Марка ФСЦр-2 | Фракция, мм | Назначение |
|---|---|---|---|---|
| Цирконий, % | 20–26 | 15–20 | 10–50 | ковшевое раскисление |
| Кремний, % | 45–55 | 40–50 | 5–25 | модифицирование |
| Железо, % | остальное | остальное | 2–10 | проволока с наполнителем |
| Углерод, % | 0,10 | 0,15 | 0–3 | порошковая проволока |
| Сера, % | 0,03 | 0,05 | 10–50 | ввод 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.
