Использование ферросплавов

Для того чтобы расплавить сталь нужно использовать высокоуглеродистые материалы. Например, ферросплавы, о которых пойдёт речь.

Посмотрев на диаграмму можно заметить, что у ферросплавов имеется 3 области высокого содержания углерода. Первая область присуща для стали, вторая для литиевых (серых) чугунов, а третья область была способна изменить состав материала.

Долгие годы в промышленности нигде не применяли высокоуглеродистые сплавы и только к концу XIX века на металлургических заводах рабочие стали использовать кислородную конверсию чугунов. Качество выпускаемой стали заметно увеличилось.



Но однажды рабочие заметили в такой методике минус. В самой стали оставались растворенные окалины, это был кислород. Прочность самой стали оставляла желать лучшего. Учёные попытались удалить кислород с помощью кокса, но он медленно реагировал со сталью.

Нужно было что-то особое, чтобы оно расплавлялось в самой стали. И нужное вещество нашли – это белый чугун. Он содержит в себе высокое содержание углерода. А углерод, в свою очередь, хорошо соединялся с железом.

Если в железо добавить чуть больше углерода, то в продукции будут оставаться примеси в виде графитовых включений. Это будет значительно снижать прочность самой продукции.

Химиками было сделано множество попыток, которые не увенчались успехом.

Учёные сделали вывод, для того чтобы правильно расплавить сталь нужны ферросплавы. Этот процесс делился на два этапа и происходил следующим образом, сначала делали продувку кислородом, чтобы восстановить количество оксидов и предотвратить их избыток. После повышали содержание углерода в стали до подходящей величины.


Благодаря такой методике сталь стоила дороже, потому что в ней не было примесей. Чтобы добиться такого результата на производстве расходовалось большое количество ферросплавов. Металлы редкие тугоплавкие и их сплавы получают примерно также.

Помимо того, что ферросплавы помогают убрать из стали лишний кислород, так ещё и в процессе выплавки они регулируют содержания углерода. Такой процесс выплавки применяется для углеродистых и низколегированных сталей. С высоколегированной сталью большинство ферросплавов не справляется, потому что нужна более высокая степень очистки.

Для того, чтобы очистить ферросплавы от примесей используют при выплавке заместо кокса рабочие используют много флюса.

Изначально для очистки ферросплавов от примесей использовали специальные печи. Сейчас это делается в электрических печах. В них плавят белый чугун с тугоплавкими веществами. Такой процесс изготовления избавляет сталь от большинства вредных примесей.

Также существует ещё один процесс изготовления ферросплавов, который описал в своих работах Н.Н. Бекетов. Этот процесс основан на металлотермическом восстановлении смеси железной окалины. Такой принцип работы не требует применение электрической дуги, но в некоторых случаях она все же необходима.

Например, когда в состав добавляют в больших количествах кокс, чтобы подавить побочные реакции используют электрические дуги. Рабочие для хорошего качества ферросплавов проводят под вакуумом сплав. Вакуум и неоднородность такого сплава даёт поверхности пористость и зернистость.

В настоящее время металлургическая промышленность делает большое количество марок ферросплавов.