Какво означават числата 72 и 75 в производството на стомана
Феросилиций 72 и феросилиций 75 са двата вида, които най-често се уточняват за производство на стомана, обработка на кофа и леярска работа. Номерът на класа посочва гарантираното минимално съдържание на силиций: FeSi75 съдържа не по-малко от 75% силиций и FeSi72 не по-малко от 72% силиций. И двата вида се произвеждат в електродъгови пещи чрез карботермична редукция на кварц с кокс, след което се отливат, охлаждат, натрошават и пресяват в диапазоните на размерите, които стоманодобивното предприятие може да захрани в своя коф или конвертор. Разликата между двата класа не е само нивото на силиций. По-ниското съдържание на силиций обикновено се придружава от малко по-високи алуминий и калций, тъй като тези елементи произхождат от пепелта на въглеродния редуктор и в самия кварц и се концентрират в сплавта, когато възстановяването на силиций в пещта е по-ниско.
Стоманодобивен завод избира между FeSi72 иFeSi75в съответствие със спецификацията на силикона за нагряванията, които лее, допълнителното оборудване, налично в кофата, и толеранса на готовата стомана за остатъчен алуминий. Когато алуминият е строго ограничен, FeSi75 с ниска граница на алуминия е обичайният избор; където контролът върху силиция е по-малко критичен, FeSi72 дава по-широк работен прозорец при по-ниска цена на тон силиций.
Химическа спецификация на FeSi75 и FeSi72
| Степен | Si min % | Al max % | Ca max % | Mn макс. % | Cr max % | P max % | S max % | C max % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FeSi75 | 75 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 0.04 | 0.02 | 0.20 |
| FeSi72 | 72 | 2.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 0.04 | 0.02 | 0.20 |
Ограниченията по-горе са стойностите, които производителят трябва да поддържа за всяка топлина от двата класа, и те следват таблицата за клас на GB/T 2272, националния стандарт за феросилиций. Силиконът е платеният елемент и се отчита като минимум. Останалите колони са максимални стойности, които защитават стоманопроизводителя: алуминият и калцият влияят върху химичния състав на включването и способността за леене, манганът и хромът са остатъци, които трябва да се преброят, когато топлината е сплавена според строги спецификации, фосфорът и сярата не могат да бъдат отстранени в кофата и следователно трябва да са ниски в самата сплав, а въглеродът се поддържа ниско, така че добавката да не пре-въглеродни нисковъглеродни и ултра нисковъглеродни стомани. Доставката обикновено се приема въз основа на сертификат за анализ за всяка партида заедно с пробата, запазена от производителя.
Дезоксидация: утаяване и дифузия
Феросилиций 72 и феросилиций 75 са незаменими деоксиданти в стоманодобивната промишленост, тъй като силицият има много висок химически афинитет към кислорода. В практиката на факелната стомана и в магазините за конвертори и електрически пещи и двата вида обслужват два различни пътя на дезоксидация: дезоксидация чрез утаяване и дезоксидация чрез дифузия.
Утаечната дезоксидация се извършва чрез добавяне на оразмерен феросилиций директно към разтопената стомана, най-често в черпака по време на изливане или в пещта непосредствено преди източване. Разтвореният кислород реагира със силиций, за да образува силициеви частици, които се зараждат, растат и плават в шлаката. Тъй като реакционният продукт е твърд оксид, добавката трябва да бъде оразмерена така, че да се разтвори напълно и да не бъде изнесена от стоманата от шлаката, преди да е реагирала.
Дифузионното дезоксидиране работи в обратна посока. Фин феросилициев прах се разпръсква върху повърхността на шлаката, където понижава кислородния потенциал на шлаката и изгонва кислорода от стоманата през повърхността на шлаковия метал. Методът е по-бавен, но оставя по-малко оксидни включвания в стоманата, поради което се предпочита за чисти видове стомана, за лагерни и релсови стомани и за нагряване на непрекъснато леене, където формата на включването и способността за леене са критични.
Легираща функция и диапазони на силиций в стоманата
Феросилиций също е легиращ агент. Контролираното добавяне на силиций повишава здравината, твърдостта и еластичността на стоманата, така че елементът се появява в спецификацията на широко семейство от марки стомана.
Конструкционна стомана: 0,40 до 1,75% силиций.
Инструментална стомана: 0,30 до 1,80% силиций.
Пружинна стомана: силицийът е основният легиращ елемент, използван за повишаване на границата на еластичност и устойчивост на умора.
Електрическа стомана за трансформатори и двигатели: 2,81 до 4,80% силиций, използван за повишаване на съпротивлението и намаляване на загубите в сърцевината.
Освен легирането, добавката на силиций подобрява формата на включванията и понижава съдържанието на разтворени газови елементи в стопената стомана. Това е един от най-ефективните начини за подобряване на качеството на стоманата, намаляване на разходите и спестяване на желязо, и отговаря на изискванията за дезоксидация, по-специално на горещините за непрекъснато леене. На практика феросилицият съчетава задължението за дезоксидиране с ефект на десулфуризация и в сравнение с много други добавки предлага практическите предимства на високо специфично тегло и силна проникваща способност в кофата. При производството на чугун същата сплав се добавя като инокулант, предотвратявайки образуването на карбид и насърчавайки утаяването и сфероидизацията на графита, което подобрява механичните свойства на сферографитен чугун.
Оразмеряване, контрол на качеството и доставка
Производителите на стомана поръчват феросилиций в размерен диапазон, съответстващ на метода на добавяне. Фините класове от 0 до 3 mm и 3 до 10 mm се използват за дифузионно дезоксидиране и за нагряване на капачката на блока, средните класове около 10 до 50 mm са подходящи за добавяне на кофа и непрекъснато леене, а класовете на бучки от 50 до 100 mm се използват, когато сплавта се зарежда със скрап или се добавя към голяма пещ. Прегледаният материал се доставя с посоченото допустимо наддаване и по-малко, а опаковката трябва да поддържа сплавта суха, тъй като влагата, събрана при съхранение, се превръща в източник на водород в стоманата.
За да поддържа стабилна спецификация, производителят проверява повече от четири пъти за една поръчка чрез спектрометър и химичен тест, обхващащ входящите суровини, производствения процес и крайния продукт. Пробите за задържане се пазят за всяка партида, така че всяка претенция да може да бъде проследена обратно до топлината и може да се организира услуга за инспекция на трета страна преди изпращане, когато купувачът иска независима проверка на класа, разпределението на размера и опаковката, преди стоките да напуснат завода. Продуктите също могат да бъдат персонализирани до определен размер и форма, когато растението има необичайна система за добавяне.
Често задавани въпроси
Въпрос: Каква е разликата между феросилиций 72 и феросилиций 75?
FeSi75 гарантира най-малко 75% силиций, а FeSi72 най-малко 72% силиций. По-ниският клас обикновено има малко по-високо съдържание на алуминий и калций и струва по-малко на тон сплав.
Въпрос: Защо алуминият се контролира във феросилиций за производство на стомана?
Алуминият влиза в сплавта от пепелта на въглеродния редуктор и от кварца. Той влияе върху състава на включването и способността за леене, така че марките стомана с строга алуминиева спецификация изискват феросилиций с ниско съдържание на алуминий.
В: Кога дифузионното дезоксидиране се предпочита пред утаечното дезоксидиране?
Дифузионното дезоксидиране с фин феросилициев прах върху шлаката се използва, когато чистотата е по-важна от скоростта, например при лагерни стомани, стомани за релси и нагряване на непрекъснато леене, където оксидните включвания трябва да бъдат сведени до минимум.
В: Какво съдържание на силиций добавя феросилиций към стоманата?
Типичните диапазони са 0,40 до 1,75% силиций в структурна стомана, 0,30 до 1,80% в инструментална стомана и 2,81 до 4,80% в електрическа стомана за трансформатори и двигатели.
Въпрос: Какъв размер феросилиций трябва да се използва в черпака?
Материалът със среден размер около 10 до 50 mm е обичайният размер за добавяне на черпака, докато 0 до 3 mm и 3 до 10 mm фини частици се използват за дифузионно дезоксидиране, нагряване на капачката на блока или когато сплавта се инжектира.
В: Как се проверява класът на партидата феросилиций?
Всяка партида се проверява най-малко четири пъти по време на поръчката чрез спектрометър и химичен анализ, от суровините през производството до крайния продукт, а задържаните проби позволяват всяка доставка да бъде проследена.
