Ферровольфрам ГОСТ 17293-93: состав, фракции и применение в металлургии
Ферровольфрам по ГОСТ 17293-93 — лигатура системы Fe–W, выпускаемая в виде слитков, кусков и гранул с массовой долей вольфрама от 65 до 80 %. Стандарт нормирует химический состав марок ФВ70, ФВ75, ФВ80, а также предельные содержания примесей — углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. Продукт получают алюминотермическим восстановлением вольфрамового концентрата (вольфрамит, шеелит) либо карботермическим способом в дуговых печах; слиток отличается крупнокристаллической структурой и требует дробления перед шихтовкой.
Нормируемые показатели марок
ГОСТ 17293-93 устанавливает для каждой марки диапазон по вольфраму и ограничения по вредным примесям, влияющим на свойства выплавляемой стали. Кремний и марганец повышают хрупкость, сера и фосфор снижают ударную вязкость, углерод связывает вольфрам в карбиды и изменяет температуру закалки инструмента.
| Марка | W, % | C, % не более | Si, % не более | Фракция, мм |
|---|---|---|---|---|
| ФВ70 | 68–72 | 0,6 | 1,0 | 10–100 |
| ФВ75 | 73–77 | 0,5 | 0,8 | 5–50 |
| ФВ80 | 78–82 | 0,4 | 0,6 | 2–20 |
| ФВ70 (гранулы) | 68–72 | 0,6 | 1,0 | 0,5–5 |
Фракционный состав и подготовка к шихтовке
Кусковой ферровольфрам дробится на щековых и молотковых дробилках, после чего рассеивается на классы. Для ввода в ковш при внепечной обработке применяют гранулированную лигатуру фракции 0,5–5 мм, обеспечивающую усвоение вольфрама до 95–98 %. Крупные куски 10–100 мм загружают в завалку электродуговых печей вместе со стальным ломом. Слитки поставляются с ограничением по массе куска, оговорённым в заказе, поскольку пылевидная фракция склонна к окислению при хранении.
Области применения
- Выплавка быстрорежущих сталей Р6М5, Р18, Р6М5Ф3 в дуговых и индукционных печах.
- Легирование штамповых сталей для горячей деформации — 4Х5МФС, 5ХНМ с повышенной теплостойкостью.
- Производство жаропрочных никелевых сплавов для лопаток газотурбинных установок.
- Изготовление наплавочных порошков и электродов для восстановления прокатных валков.
- Получение твёрдых сплавов WC–Co через промежуточное легирование шихты.
- Ввод в ковш на установках доводки стали и агрегатах «ковш-печь».
Технологические особенности ввода
Вольфрам имеет плотность около 19,3 г/см и температуру плавления 3422 C, поэтому лигатура вводится в расплав при температуре не ниже 1550–1600 C с последующим перемешиванием аргоном. Растворение кусковой лигатуры занимает 8–15 минут; гранулы усваиваются быстрее за счёт развитой поверхности. Присадка в завалку предпочтительна для марок с высоким содержанием вольфрама, так как снижает угар и расслоение по высоте слитка. Контроль содержания вольфрама ведут спектральным анализом проб, отобранных из ковша и готового проката.
Условия хранения и приёмки
Лигатура поставляется в стальных барабанах или контейнерах с указанием номера партии, марки и фракции. Приёмка проводится по химическому составу и гранулометрии; отбор проб регламентирован ГОСТ 17293-93. Хранение осуществляется в сухих закрытых складах — контакт с влагой приводит к окислению поверхности и образованию вольфрамовых оксидов, искажающих результат ввода в расплав.
Вопросы и ответы
Какие марки ферровольфрама предусмотрены ГОСТ 17293-93?
Стандарт охватывает марки ФВ70, ФВ75 и ФВ80 с массовой долей вольфрама 68–72 %, 73–77 % и 78–82 % соответственно, а также ограничениями по углероду, кремнию, марганцу, сере и фосфору.
Какая фракция ферровольфрама применяется для внепечной обработки стали?
Для ввода в ковш и на установках «ковш-печь» используют гранулы 0,5–5 мм и куски до 20 мм, обеспечивающие усвоение вольфрама 95–98 % при перемешивании расплава аргоном.
При какой температуре расплава растворяется ферровольфрам?
Полное растворение достигается при температуре не ниже 1550–1600 C; время выдержки с продувкой аргоном составляет 8–15 минут в зависимости от фракции лигатуры.
В какие стали вводят ферровольфрам?
Лигатуру применяют при выплавке быстрорежущих сталей Р6М5, Р18, штамповых марок 4Х5МФС, 5ХНМ, а также жаропрочных никелевых сплавов для газотурбинных установок.
