Ферросиликохром ФХС48 — состав, свойства и применение в металлургии
Ферросиликохром марки ФХС48 — лигатурный сплав на основе хрома и кремния, применяемый для легирования и раскисления стали. Цифровой индекс в обозначении указывает на массовую долю кремния — 48 % (допустимый диапазон по ГОСТ 11861–91 — 46–50 %). Материал поставляется в виде дробленых кусков с фракцией 10–100 мм, что обеспечивает удобство дозирования при введении в сталеплавильный агрегат.
Химический состав и структурные особенности
ФХС48 — высококремнистый ферросплав, в котором содержание хрома составляет 38–44 %, а углерода — не более 0,1 %. Низкое содержание углерода достигается за счет восстановительной плавки в руднотермических печах с последующим рафинированием. Основные контролируемые примеси — фосфор (до 0,05 %) и сера (до 0,03 %), что соответствует требованиям к лигатурам ответственного назначения.
Структура сплава представлена силицидами хрома (CrSi, CrSi) в кремниевой матрице. Высокая доля кремния обеспечивает низкую температуру плавления лигатуры — порядка 1350–1400 C, что позволяет эффективно растворять ее в жидкой стали без значительных тепловых потерь. Плотность материала — 5,2–5,6 г/см, насыпная плотность дробленой фракции — 2,8–3,2 т/м.
Технологические функции при выплавке стали
Ферросиликохром ФХС48 выполняет комплексную функцию в сталеплавильном производстве: одновременно легирует расплав хромом и раскисляет его кремнием. При введении в сталь протекают экзотермические реакции окисления кремния, что способствует локальному разогреву зоны реакции и ускоренному усвоению хрома. Коэффициент усвоения хрома из ФХС48 достигает 92–96 % при введении в ковш и 85–90 % при присадке в печь.
Применение ФХС48 целесообразно при выплавке:
- конструкционных низколегированных сталей с содержанием хрома до 1,5 %;
- жаростойких и окалиностойких сталей для энергетического машиностроения;
- нержавеющих сталей аустенитного класса в качестве предварительной лигатуры;
- сталей для трубопроводной арматуры, работающей при повышенных температурах;
- износостойких сталей для горнодобывающего оборудования.
Преимущества использования ФХС48 перед раздельным введением феррохрома и ферросилиция
Комбинированное введение хрома и кремния в составе одной лигатуры сокращает продолжительность легирования на 15–20 % за счет уменьшения числа присадок. Снижаются потери хрома на угар, поскольку кремний, окисляясь первым, создает восстановительную атмосферу в зоне реакции. Это особенно важно при обработке стали в агрегатах ковш-печь, где требуется точное попадание в заданный химический состав при минимальном разбросе показателей.
ФХС48 также применяется при производстве ферросиликохрома с пониженным содержанием углерода для выплавки трансформаторной стали. В этом случае лигатура вводится на завершающей стадии окислительного периода плавки, что позволяет избежать науглероживания расплава.
Условия поставки и контроль качества
Сплав поставляется в дробленом виде с гарантированным химическим составом, подтвержденным сертификатом качества предприятия-изготовителя. Контроль каждой партии включает спектральный анализ на содержание хрома, кремния, углерода, фосфора и серы. Допустимое отклонение по кремнию — 2 %, по хрому — 2 %.
| Параметр | ФХС48 | ФХС65 | ФХС75 |
|---|---|---|---|
| Массовая доля Si, % | 46–50 | 63–67 | 73–78 |
| Массовая доля Cr, % | 38–44 | 28–32 | 18–22 |
| Массовая доля C, % | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Температура плавления, C | 1350–1400 | 1300–1350 | 1250–1300 |
| Плотность, г/см | 5,2–5,6 | 4,8–5,2 | 4,5–4,8 |
Упаковка и хранение
Ферросиликохром ФХС48 отгружается в мягких контейнерах типа МКР грузоподъемностью 1 т или в стальных барабанах по 50–100 кг. Дробленая фракция защищена от атмосферной коррозии — материал не склонен к самовозгоранию и не требует специальных условий хранения. Рекомендуется складирование в закрытых помещениях или под навесом с защитой от прямого попадания влаги.
Вопросы и ответы
Чем отличается ФХС48 от феррохрома при легировании стали?
ФХС48 содержит 46–50 % кремния, который выполняет раскисляющую функцию, тогда как феррохром (например, ФХ650) кремния практически не содержит. Использование ФХС48 позволяет совместить легирование хромом и раскисление расплава в одной операции, сокращая расход раскислителей и время обработки.
Какая фракция ФХС48 оптимальна для введения в ковш?
Для введения в сталеразливочный ковш и агрегаты ковш-печь оптимальна фракция 10–50 мм — она обеспечивает быстрое растворение без выноса мелких частиц газовым потоком. Фракция 50–100 мм применяется для присадки в мартеновские печи и электродуговые печи большой емкости.
Каковы потери хрома при использовании ФХС48?
При введении лигатуры в ковш с продувкой аргоном потери хрома не превышают 4–8 %. В случае присадки в печь под шлак потери увеличиваются до 10–15 % из-за частичного перехода хрома в шлаковую фазу.
Можно ли использовать ФХС48 для производства ферросиликохрома с низким содержанием углерода?
Да, ФХС48 с содержанием углерода не более 0,1 % применяется как промежуточный продукт при выплавке рафинированных марок ферросиликохрома, используемых для легирования трансформаторной и нержавеющей стали с жесткими ограничениями по углероду.
