Общие требования к качеству ферросплавов

Качество ферросплавов характеризуется содержанием и пределами колебаний ведущего элемента, концентрацией регламентируемых сопутствующих примесей (С, S, P, цветные металлу, N и др.), гранулометрическим составом, плотностью, состоянием поверхности кусков, температурой плавления, содержанием неметаллических включений, кислорода, водорода и др.

Основным показателем качества ферросплавов является его химический состав и, прежде всего, содержание в нем ведущего элемента (ведущий элемент - основной компонент ферросплава). В соответствии с требованиями изготовителей стали, заинтересованных в малой массе легирующей присадки, ферросплавная промышленность выпускает преимущественно сплавы с высокой концентрацией ведущего элемента. При этом важно постоянство содержания легирующего элемента в ферросплаве отдельных плавок, объединяемых в одну партию. Однородность химического состава ферросплавов характеризуется максимально допустимым отклонением от среднего содержания ведущего элемента в партии. Для большинства ферросплавов это отклонение устанавливается на уровне 2%, что обеспечивает получение стали с узкими заданными пределами содержания легирующих элементов.

Присадка ферросплавов в стальную ванну осуществляется, как правило, в заключительный период плавки, когда возможности рафинирования металла от примесей, внесенных ферросплавами, ограничены. В связи с этим стандарты на ферросплавы нормируют содержание примесей. В первую очередь это относится к фосфору, сере и углероду. В настоящее время в стандарты на ферросплавы введены нормы содержания таких остаточных элементов, как титан, алюминий, ванадий, вольфрам, молибден и другие, контроль которых ранее не предусматривался.

Особо вредными в ферросплавах являются примеси цветных металлов (Cu, Pb, Zn, Sn, Sb, As, Bi, Cd), которые практически не удаляются из металла в процессе плавки. В связи с этим содержание цветных металлов в металлической шихте и ферросплавах ограничивают.

Важной характеристикой качества ферросплавов является его гранулометрический состав, поскольку при правильном его выборе ускоряется процесс расплавления, обеспечивается высокое усвоение легирующего элемента и уменьшаются потери ферросплавов при транспортировке. Допустимый размер кусков в стандартах характеризуется габаритными размерами < 300 мм или максимальной массой куска 5-45 кг. Для снижения потерь сплава специально оговаривается допустимое количество мелочи определенного класса крупности (3-10% фракции < 20 мм). По требованию потребителей осуществляется поставка ферросплавов со строго заданным химическим составом.

Внешний вид ферросплава также дает представление о его качестве. Высококачественные ферросплавы не должны иметь окисленной поверхности, приварок шлака и обмазки изложниц, представляющих дополнительный источник газов и включений в стали.

Практика сталеплавильных заводов свидетельствует о необходимости учета при оценке качества ферросплавов не только их химического состава, но и физических свойств (температуры плавления, плотности и др.), которые в значительной мере определяют эффективность процесса легирования стальной ванны. Недопустимо большое различие плотностей ферросплава и легируемого металла. Существующие стандарты на ферросплавы пока не оговаривают уровень их физических свойств, хотя такие данные существенно облегчают выбор типа легирующей добавки при выплавке стали и сплавов различных марок. Важное значение имеют также механические свойства легирующих добавок, поскольку на их основе производится выбор дробильных устройств для получения заданного гранулометрического состава сплавов.