Què signifiquen els nombres de grau 72 i 75 a la fabricació d'acer
El ferrosilici 72 i el ferrosilici 75 són els dos graus que s'especifiquen més sovint per a la fabricació d'acer, tractament amb cullera i treballs de fosa. El número de grau indica el contingut mínim de silici garantit: FeSi75 conté no menys del 75% de silici i FeSi72 no menys del 72% de silici. Ambdós graus es produeixen en forns d'arc submergit mitjançant la reducció carbotèrmica de quars amb coc, després es colen, es refreden, es trituren i es filtren en els rangs de mida que una planta siderúrgica pot alimentar a la seva cullera o convertidor. La bretxa entre els dos graus no és només el nivell de silici. Un contingut de silici més baix normalment s'acompanya d'alumini i calci una mica més alt, perquè aquests elements s'originen en la cendra del reductor de carboni i en el mateix quars i es concentren en l'aliatge quan la recuperació de silici al forn és menor.
Una siderúrgia tria entre FeSi72 iFeSi75d'acord amb l'especificació de silici de les calors que fa, l'equip d'addició disponible a la cullera i la tolerància de l'acer acabat per a l'alumini residual. Quan l'alumini està molt restringit, FeSi75 amb un límit baix d'alumini és la selecció habitual; on el control del silici és menys crític, FeSi72 ofereix una finestra operativa més àmplia a un cost més baix per tona de silici.
Especificació química de FeSi75 i FeSi72
| Grau | Si min % | Al max % | Ca max % | Mn màxim % | % Cr màx. | P màxim % | S màxim % | 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 |
Els límits anteriors són els valors que ha de tenir un productor en cada calor dels dos graus i segueixen la taula de graus de GB/T 2272, l'estàndard nacional de ferrosilici. El silici és l'element de pagament i s'informa com a mínim. La resta de columnes són valors màxims que protegeixen l'acer: l'alumini i el calci influeixen en la química d'inclusió i la colada, el manganès i el crom són residus que s'han de comptar quan s'alia una calor amb una especificació ajustada, el fòsfor i el sofre no es poden eliminar a la cullera i, per tant, han de ser baixos en el propi aliatge, i l'additiu no es manté baix en carboni i no es recarbura. acers. Normalment s'accepta un lliurament a partir d'un certificat d'anàlisi per a cada lot juntament amb la mostra conservada pel productor.
Desoxidació: Precipitació i difusió
El ferrosilici 72 i el ferrosilici 75 són desoxidants indispensables en la indústria siderúrgica perquè el silici té una afinitat química molt alta per l'oxigen. A la pràctica de l'acer de la torxa i a les botigues de convertidors i forns elèctrics, ambdós graus serveixen dues vies de desoxidació diferents: desoxidació per precipitació i desoxidació per difusió.
La desoxidació per precipitació es porta a terme afegint ferrosilici de mida directament a l'acer fos, més habitualment a la cullera durant l'aprofitament o al forn just abans de l'aprofitament. L'oxigen dissolt reacciona amb el silici per formar partícules de sílice que es nucleen, creixen i suren a l'escòria. Com que el producte de reacció és un òxid sòlid, l'addició s'ha de dimensionar de manera que es dissolgui completament i no sigui extret de l'acer per l'escòria abans que hagi reaccionat.
La desoxidació per difusió funciona en sentit contrari. La pols de ferrosilici fina s'estén per la superfície de l'escòria, on redueix el potencial d'oxigen de l'escòria i expulsa l'oxigen de l'acer a través de la interfície metàl·lica de l'escòria. El mètode és més lent, però deixa menys inclusions d'òxids a l'acer, per la qual cosa es prefereix per a les qualitats d'acer nets, per a acers de rodaments i ferrocarrils i per a càrregues de colada contínua on la forma d'inclusió i la colabilitat són crítiques.
Funció d'aliatge i gammes de silici en acer
El ferrosilici també és un agent d'aliatge. Una addició controlada de silici augmenta la resistència, la duresa i l'elasticitat de l'acer, de manera que l'element apareix a l'especificació d'una àmplia família de graus d'acer.
Acer estructural: 0,40 a 1,75% de silici.
Acer per a eines: 0,30 a 1,80% de silici.
Acer de molla: el silici és l'element d'aliatge principal utilitzat per augmentar el límit elàstic i la resistència a la fatiga.
Acer elèctric per a transformadors i motors: 2,81 a 4,80% de silici, utilitzat per augmentar la resistivitat i reduir la pèrdua del nucli.
Més enllà de l'aliatge, una addició de silici millora la forma de les inclusions i redueix el contingut d'elements gasosos dissolts en l'acer fos. Aquesta és una de les maneres més efectives de millorar la qualitat de l'acer, reduir costos i estalviar ferro, i s'ajusta especialment als requisits de desoxidació de les calors de colada contínua. A la pràctica, el ferrosilici combina el deure de desoxidació amb un efecte de desulfuració i, en comparació amb molts altres additius, ofereix els avantatges pràctics d'alta gravetat específica i gran poder de penetració a la cullera. En la producció de ferro colat s'afegeix el mateix aliatge com a inoculant, evitant la formació de carburs i afavorint la precipitació i l'esferoidització del grafit, la qual cosa millora les propietats mecàniques del ferro dúctil.
Talla, control de qualitat i lliurament
Els fabricants d'acer demanen ferrosilici en un rang de mida que coincideix amb el mètode d'addició. Els graus fins de 0 a 3 mm i de 3 a 10 mm s'utilitzen per a la desoxidació per difusió i per a l'escalfament de la tapa del lingot, els graus mitjans d'uns 10 a 50 mm s'adapten a l'addició de cullera i la colada contínua, i els graus de 50 a 100 mm s'utilitzen quan l'aliatge es carrega amb la ferralla o s'afegeix a un gran forn. El material apantallat es subministra amb un marge de mida superior i inferior, i l'embalatge ha de mantenir l'aliatge sec, perquè la humitat recollida durant l'emmagatzematge es converteix en una font d'hidrogen a l'acer.
Per mantenir una especificació estable, un productor verifica més de quatre vegades per a una sola comanda mitjançant espectròmetre i prova química, que cobreix les matèries primeres entrants, el procés de producció i el producte acabat. Es guarden mostres de retenció per a cada lot perquè qualsevol reclamació es pugui rastrejar fins a la calor, i es pot organitzar un servei d'inspecció prèvia a l'enviament de tercers quan un comprador vulgui una verificació independent de la qualitat, la distribució de la mida i l'embalatge abans que la mercaderia surti de les obres. Els productes també es poden personalitzar a una mida i forma especificades quan una planta té un sistema d'addició inusual.
Preguntes freqüents
P: Quina diferència hi ha entre el ferrosilici 72 i el ferrosilici 75?
FeSi75 garanteix almenys un 75% de silici i FeSi72 almenys un 72% de silici. El grau inferior normalment té un contingut d'alumini i calci una mica més alt i costa menys per tona d'aliatge.
P: Per què es controla l'alumini en ferrosilici per a la fabricació d'acer?
L'alumini entra a l'aliatge a partir de la cendra del reductor de carboni i del quars. Afecta la composició d'inclusió i la colabilitat, de manera que els graus d'acer amb una especificació d'alumini ajustada requereixen un ferrosilici baix en alumini.
P: Quan es prefereix la desoxidació per difusió a la desoxidació per precipitació?
La desoxidació per difusió amb pols de ferrosilici fi sobre l'escòria s'utilitza quan la neteja importa més que la velocitat, per exemple en acers de rodaments, acers de ferrocarril i calors de colada contínua on les inclusions d'òxids s'han de minimitzar.
P: Quin contingut de silici afegeix el ferrosilici a l'acer?
Els rangs típics són del 0,40 al 1,75% de silici a l'acer estructural, del 0,30 al 1,80% a l'acer per a eines i del 2,81 al 4,80% a l'acer elèctric per a transformadors i motors.
P: Quina mida de ferrosilici s'ha d'utilitzar al cullerot?
El material de mida mitjana d'uns 10 a 50 mm és la mida habitual d'addició del cullerot, mentre que s'utilitzen fins de 0 a 3 mm i 3 a 10 mm per a la desoxidació per difusió, l'escalfament de la tapa del lingot o quan s'injecta l'aliatge.
P: Com es verifica el grau d'un lot de ferrosilici?
Cada lot es revisa almenys quatre vegades durant la comanda per espectròmetre i anàlisi química, des de les matèries primeres passant per la producció fins al producte acabat, i les mostres retinguts permeten traçar cada lliurament.
