Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




20.06.2019


20.06.2019


20.06.2019


20.06.2019


20.06.2019


20.06.2019


20.06.2019


19.06.2019


19.06.2019


19.06.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Раскислители и легирующие материалы

Раскислители и легирующие материалы

21.03.2019

Раскислители присаживают в жидкий металл для уменьшения содержания в нем закиси железа, а также для удаления или обезвреживания загрязняющих примесей; некоторые из раскислителей применяют и в качестве легирующих добавок.

Непосредственно для легирования, т. е. для получения заданного марочным химическим составом содержания определенных элементов в готовой стали, применяют легирующие материалы. Большинство раскислителей и легирующих добавок представляет собой железные сплавы.

К основным, наиболее часто применяемым раскислителям относятся ферромарганец, ферросилиций и алюминий. Широко используются также комплексные раскислители, представляющие собой в отличие от обычных ферросплавов сплавы нескольких элементов: AMC (алюминий, марганец, кремний), силикомарганец, силикокальций, KKA (кремний, кальций, алюминий) и др.

Раскислители и легирующие поставляются в виде кусков ограниченного размера с известным и обычно высоким содержанием легирующего элемента. Они не должны быть загрязнены вредными примесями, шлаком и посторонними включениями.

Алюминий является наиболее активным из широко применяемых при электроплавке раскислителей. Его вводят главным образом в печь, реже в ковш в количествах 0,3—1,0 кг/г. Кроме того, для раскисления шлака используют порошкообразный алюминий.

Вторичный алюминий применяют для раскисления малолегированных сталей, для легирования (при выплавке сталей с алюминием) и раскисления высоколегированных сталей рекомендуется пользоваться только более чистым первичным алюминием (99,9% Al).

Ферромарганец, применяемый для предварительного раскисления стали и ее легирования, выпускается в виде сплавов, содержащих различное количество углерода и примесей, в первую очередь фосфора (табл. 4). В зависимости от назначения выплавляемой стали и заданного содержания в ней углерода и марганца выбирают нужную марку ферромарганца; так. например, при выплавке кислотоупорной стали и сплавов с низким содержанием железа используют только металлический марганец, содержащий минимальное количество примесей (табл. 5). Температура плавления ферромарганца 1250—1275° С, в изломе ферромарганец имеет характерную радужную синевато-розовую окраску.

Ферросилиций (табл. 6) широко применяется для раскисления стали как в кусковом, так и в порошкообразном виде (диффузионное раскисление). Для легирования используют 75%-ный ферросилиций, а при производстве сплавов с низким содержанием железа — 90%-ный или кристаллический кремний. 45%-ный ферросилиций обычно применяют в начале восстановительного периода плавки для глубинного (осадочного) раскисления металла.

Высококремнистый ферросилиций рассыпается под действием влаги, выделяя вредные для организма газы, поэтому его следует хранить в сухих хорошо вентилируемых помещениях. Температура плавления 45%-ного ферросилиция 1220—1330°С, 75%-ного 1300—1333°С.

Комплексные раскислители обеспечивают более полное удаление из стали закиси железа и продуктов раскисления. К мим относятся выпускаемые ферросплавной промышленностью силикомарганец (табл. 7) и силикокальций (табл. 8), а также сплавы типа AMC и ККА. Сплав AMC содержит 4—0% Al, 9—12% Mn и 9—10% Si; непосредственно в электросталеплавильном цехе, присаживая алюминий в жидкий силикомарганец, выплавляют также сплав МКА, в котором соотношение марганца, кремния и алюминия составляет 4:1:0,4. Сплав KKA получают сплавлением силикокальция с алюминием. Рекомендуемый состав сплава Si:Ca:Al = 2,2; 2,1 для высокоуглеродистых сталей и 2:0,8:1 для малоуглеродистых.


Легирование стали осуществляется с помощью соответствующих ферросплавов (реже — чистых металлов), присаживаемых в определенной последовательности в заданный период плавки.

Технология присадки ферросплавов должна обеспечить без ущерба для качества стали максимальное усвоение ею легирующего элемента и возможность контроля и корректировки содержания этого элемента до выпуска плавки. Она включает в себя подготовку ферросплавов к подаче в печь, выбор марки ферросплава и расчет его необходимого количества, а также определение времени и условий введения присадки в печь. Эти вопросы подробно рассмотрены в соответствующем разделе учебника. Здесь лишь перечислим основные ферросплавы, выпускаемые в России, и укажем назначение некоторых из них.

В наибольших количествах при производстве электростали расходуется феррохром (табл. 9), сорта феррохрома различаются по содержанию углерода. Согласно ГОСТ 4757—67, в России в настоящее время выпускают безуглеродистый феррохром шести марок (от ФХ 001 до ФХ 006), малоуглеродистый феррохром пяти марок (ФХ 010, ФХ 015, ФХ 020, ФХ 025 и ФХ 050), среднеуглеродистый феррохром двух марок (ФХ 100 и ФХ 200) и углеродистый феррохром также двух марок (ФХ 650 и ФХ 800). Кроме того, в промышленных масштабах изготовляются специальные сорта феррохрома, например азотированный.

При производстве сталей с особыми физическими свойствами применяют металлический хром (табл. 10).


Отметим, что снижение содержания углерода в феррохроме представляет определенные трудности, поэтому чем меньше углерода в феррохроме, тем он дороже. Феррохром присаживают в ванну нагретым докрасна, время присадки феррохрома — первая половина восстановительного периода плавки.

Никель применяется при выплавке нержавеющих, кислотоупорных сталей, нихрома, магнитной стали, инвара, платинита и других сплавов. В России выпускается никель двух видов: огневой и электролитический. Обе разновидности никеля могут содержать значительное количество водорода, поэтому никель, как правило, дают в завалку или в начале кипения. По содержанию примесей электролитический никель значительно чище огневого и применяется при выплавке сталей и сплавов более ответственного назначения. Температура плавления никеля 1452—1455° С в зависимости от чистоты. Остальные легирующие материалы используются в значительно меньших количествах.

Феррованадий, содержащий не менее 35,0% V (табл. 11) применяется, как правило, в количествах, не превышающих 1%, при выплавке хромованадиевых, хромовольфрамовых и некоторых других сталей. Для уменьшения угара его присаживают в хорошо раскисленный металл в конце восстановительного периода. Температура плавления феррованадия 1425—1480° С.

Ферровольфрам (табл. 12) содержит не менее 65% W и является наиболее тугоплавким ферросплавом: температура плавления 80%-ного ферровольфрама составляет 2000°С. В связи с этим ферровольфрам вводят в металл в первой половине восстановительного периода плавки. Он расходуется главным образом при выплавке быстрорежущей стали и ее заменителей, а также некоторых жаропрочных сталей. В России выпускается, кроме того, ферровольфрам с молибденом.

Ферромолибден (табл. 13) содержит не менее 55,0% Mo, температура его плавления 1500° С. В количествах, обычно не превышающих 1 % по молибдену, этот ферросплав применяют при производстве легированной конструкционной, жаростойкой, нержавеющей, а также инструментальной стали. Присаживают ферромолибден в завалку или в период кипения. При выплавке низколегированной молибденовой стали ферромолибден можно заменить более дешевым молибдатом кальция (CaMoO4).

Ферротитан (табл. 14), применяемый главным образом для легирования металла, вводится в ванну перед выпуском плавки, чтобы избежать чрезмерных потерь титана вследствие окисления. Температура плавления ферротитана 1380°С. В малых количествах его используют при выплавке различных сталей, а в увеличенных (более 1%) — при выплавке нержавеющих сталей, никелевых и специальных сплавов. Новым ГОСТ 4761—67 предусматривается выпуск ферротитана пяти марок вместо трех (Ти0, Ти1, Ти2, Тив, Тив1).

Феррониобий (табл. 15) применяют главным образом при выплавке нержавеющей кислотоупорной стали и сплавов со специальными свойствами. Содержание ниобия в сплаве 35—50%. Ниобий, как и титан, благоприятно действует на свойства стали, препятствуя развитию интеркристаллитной коррозии. Вводят феррониобий в расплав во второй половине восстановительного периода плавки.