приходится вводить специальные примеси: хром, вольфрам, никель, ванадий, молибден и др.
Большинство этих элементов вводится в сталь в виде сплавов с железом, известных под названием ферросплавов. Главнейшими из них являются: ферроманган (от 75% до 82% марганца); ферросилиций, с различным содержанием кремния (10—12%, 48%, 75%, 90%); феррохром (ок. 65% хрома); ферровольфрам (ок. 80% вольфрама); ферромолибден (ок. 60% молибдена); феррованадий (ок. 60 % ванадия). Особо важное значение имеют первые два ферросплава, ибо они не только придают стали специфические свойства (чрезвычайная твердость марганцовистой стали с 12% Мп и магнитная проницаемость для кремнистой стали с 4% Si), но и раскисляют (см. Раскисление) все сорта стали.
Расход ферромангана составляет примерно 1 % мирового производства стали.
Ферроманган готовится в доменных печах и электрических печах. При плавке в электропечи ферроманган получается более чистым в отношении фосфора. Годовая потребность СССР в этом сплаве в 1932 составила около 80.000 т. В настоящее время ферроманган получается в СССР в доменЩых печах, однако уже в ближайшие годы главная масса его будет выплавляться в электрических печах, работающих на дешевой гидравлической энергии Днепра и кавказских рек — Куры й Риона. В 1933 у станции Зестафони (Грузия) пускается завод для выплавки ферромангана с ежегодной производительностью в 35.000 т, которая через несколько лет должна быть доведена до 150.000 т в год. В 1933 пускается вход завод для производства ферросплавов при Днепре. Согласно заданию на Днепровском заводе должно выплавляться до 80.000 т ферромангана.
Процесс производства ферромангана состоит в восстановлении углеродом марганца из его окисных соединений (гл. образом пиролюзит) согласно реакции MnO2 + 2С = Мп 4—2СО — 65.800 кал. Необходимая для хода этой реакции теплота (затрата 65.800 кал. на 1 кг марганца) доставляется в доменной печи за счет сжигания кокса, а в электрической — за счет теплового действия электрического тока. Электрические печи для производства ферромангана применяются большие, открытые, с угольными электродами, вводимыми в печь сверху так, чтобы электрод был погружен в шихту. Обычно мощность ферросплавных печей составляет 6—8 т. kW. Наибольшие печи для этой цели установлены на норвежском заводе Seuda мощностью около 10—12 т. kW.
Для рациональной работы в электропечи существенно, чтобы между угольными электродами и шихтой не образовывалась «открытая вольтова дуга». Если во время работы последняя образуется, то при температуре ее ок. 3.000° значительная часть восстановленного марганца перейдет в газообразное состояние и улетучится из печи, другими словами, потеря марганца в газах возрастет, а выход сплава уменьшится.
В качестве восстановителя можно пользоваться не только коксом, но и сырым углем. Для выплавки 1 т ферромангана в электропечи приходится затратить ок. 2 m марганцевой руды, ок. 0, 75 m известняка, 0, 75 ж угля или кокса, 30—40 кг плавикового шпата, 0, 25 т железной руды, 40 кг угольных электродов и от 3.500 до 4.000 kW /ч. электрической энергии. Нормаль 730
ный состав ферромангана, применяемого для раскисления стали, следующий: С 6—8%
Si 1—2, 5%
Мп 76—82%
р £$0, 40%
s £$0, 05%
Если ферроманган приходится вводить в сталь как специальную прибавку, напр. при приготовлении марганцовистой стали (с 12—23% Мп), то желательно для этой цели пользоваться более чистым ферроманганом след, состава: с 6—7%
Si ^2, 0%
Мп 76—82%
р £$0, 25%
s £$0, 025%
Кроме обычных сортов ферромангана применяются еще: малоуглеродистый рафинированный ферроманган с содержанием С = 0, 5 до 1 %, Мп~80—90% и Р около 0, 20% и полученный алюминотермическим путем безуглеродистый металлический марганец, содержащий Мп~ 95—98%, С<0, 10%, Р<0, 08%, S — 0, 05%. Рафинированный ферроманган с С=0, 5—1%, Мп = =80% стоит примерно в 2—2, 5 раза дороже, чем обыкновенный сплав с 6—8% С и 80% Мп.
Ферросилиций (сплав железа и кремния) применяется отчасти для раскисления стали, иногда — для введения в сталь кремния как элемента, сообщающего-стали особые свойства.
Получается ферросилиций путем восстановления кремния из кремнекислоты в доменной печи (бедный сплав, содержание кремния не свыше 13—15%) или в электропечи. Для получения сплава более богатого кремнием пользуются электрической печью, в которой, благодаря более высокой температуре и возможности лучше концентрировать тепло, легко получается ферросилиций не только с 50%, 75%, нои с 90—95% кремния.
Стандартными сортами ферросилиция являются следующие 4 сорта: 1) низкопроцентный (доменный) с 13% кремния, 2) Q содержанием кремния 45—50%, 3) с содержанием кремния 75%, 4) с содержанием кремния 90%.
Нормальным составом: ферросилиция считается: Са аТ с Si Мп S р Низкопроцентный — 45—50% ^0, 15 75% ^0, 15 90% £$0, 12
12—13 41—50 73—80 90—95
^0, 8 ^0, 4 £$0, 1 ^0, 2
£$0, 20 £$0, 06 £$0, 05 ^0, 01
— £$0, 03 — £$1, 0 £$0, 01 — £$0, 01 £$0, 5 ^2, 0 £$0, 01 £$0, 5 £$1, 0
Процесс получения ферросилиция путем восстановления кремния углеродом происходит согласно реакции SiO2 + 2С = Si + 2CO — 137.600 кал.
Теплота, необходимая для хода этой реакции, получается в электропечи за счет теплового действия тока. Электрические печи, применяемые для производства ферросилиция, точно такого айе типа, как и печи для производства ферромангана и кальций-карбида. Мощность электрических печей, применяемых для получения ферросилиция, колеблется от 3 т. kW до 12—14 т. kW. Печи мощностью в 3 т. kW работают на заводах Alledar во Франции, Vernayar в Швейцарии, Callusco d’Adda в Италии и др.
Печи мощностью в 12—14 т. kW работают на заводе Waltzhut в Германии. Нормальной мощностью электрических печей для производства ферросилиция можно — считать 6—7 т. kW.
Потребность в ферросилиции в СССР оценивается к 1932 приблизительно в 15 т. m (с 75% Si).
До 1931 высокопроцентный ферросилиций в СССР не изготовлялся и вся потребность страны покрывалась импортом. Мы получали до сего времени в небольшой печи на заводе «Пороги» (Урал) небольшое количество ферросилиция с
