ЭЛЕКТРОСПЛАВЫЕсли 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: о 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%, но и с 90—95% кремния.
Стандартными сортами ферросилиция являются следующие 4 сорта: 1) низкопроцентный (доменный) с 13% кремния, 2) с содержанием кремния 45—50%, 3) с содержанием кремния 75%, 4) с содержанием кремния 90%.
Нормальным составом ферросилиция считается: с Si Низкопроцентный — 12—13 45—50% <0, 15 44—50 75% <0, 15 73—80 90% <0, 12 90—95
Мп
Р
<0, 8 <0, 4 <0, 4 <0, 2
<0, 20 <0, 06 <0, 05 <0, 04
s
са
А1
<0, 03 — —
<0, 04 — <1, 0 <0, 04 <0, 5 <2, 0 <0, 04 <0, 5 <1, 0
Процесс получения ферросилиция путем восстановления кремния углеродом происходит согласно реакции •
SiOa + 2С = Si + 2СО — 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 же 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 содержанием 45—50% кремния. В 1931 в Челябинске пущен новый завод с производительностью до 15 т. ж ферросилиция в год (из коих половина с 45% Si и половина с 75%). Во вто 722
рой пятилетке в СССР будет еще пущен в ход также ферросилициевый завод у Днепровской гидроэлектрической станции. Таким образом мы будем иметь возможность весь нужный нам ферросилиций получать внутри страны. На тонну ферросилиция (с указанным ниже содержанием Si) приходится расходовать (в кг): Кварца .........................................
Угля или кокса. ........................
Стружки.........................................
Электродов ..................................
Электрической энергии kW/ч..
45—50% 90% 75% 2.500 1.300 з. оио 750 1.300 1.500—550 200 40—60 70—90 120—150 11.000 17. С0О 6.000
Феррохром применяется при приготовлении конструкционной, инструментальной и нержавеющей стали. Приготовляется феррохром в электрических печах восстановлением хромистого железняка углем или коксом; реакцию получения феррохрома можно представить следующим образом: FeOCr2O8 + 40 = FeCr2 + 4CO.
Обычно в хромистом железняке соотношение Fe и Сг таково, что содержание хрома в феррохроме колеблется от 60% до 68%. При введении в шихту избытка восстановителя (кокса) получается лучший выход хрома, но в последнем будет больше углерода. Выход хрома в феррохроме с 8% С — около 90%, тогда как при получении феррохрома с 6%С выход хрома лишь 75—80%. Само собой разумеется, что стоимость единицы хрома будет тем выше, чем ниже содержание углерода в феррохроме.
Методы приготовления малоуглеродистого феррохрома. Наиболее простым методом получения феррохрома с низким содержанием углерода является окисление углерода феррохрома кислородом хромистой руды. — Присаживая к расплавленному феррохрому окислы хрома (хромистый железняк), мы будем постепенно выжигать углерод, в результате чего концентрация углерода в феррохроме будет понижаться. Обезуглероживание феррохрома рудой производится в печи электросталеплавильного типа. Однако двойные карбиды железа и хрома чрезвычайно прочны, а потому требуют для своего разрушения большой концентрации окислов железа и хрома в шлаке и высокой температуры. Вот почему несмотря на простоту этого способа он имеет лишь ограниченное применение, когда содержание углерода в феррохроме требуется понизить лишь до 1% или немногим менее. В тех случаях, когда надо получить феррохром с очень низким содержанием углерода, пользуются методом Джина (Gin), при коем попутно с восстановлением хрома из руд ведется восстановление кремния из кварца, так что получается сплав кремния с хромом, содержащий ничтожное количество углерода. Сплав этот, известный под именем силико-хрома, содержит ок. 40—45% хрома и ок. 38—40% кремния.
Чем выше содержание кремния в сплаве, тем ниже содержание в нем углерода; при содержании кремния ок. 38 — ^0% содержание углерода в силико-хроме понижается до 0, 10—0, 15%.
Силйко-хром, полученный в ферросплавной печи, переливается затем в электропечь сталеплавильного типа (закрытую электрич. печь) и подвергается рафинировке от кремния: присаживая к силико-хрому хромистую руду, мы будем выжигать кремний из сплава, повышая тем самым концентрацию в нем хрома; а так как содержание углерода в силико-хроме было крайне незначительно, при рафинировке же
