Ферросплавы – это соединения железа с различными элементами (кремний, марганец, хром), которые используют для легирования стали, придания ей прочности, устойчивости к разрушению и других характеристик. Материалы играют ключевую роль в металлургической отрасли. Они являются основой для создания качественных сплавов.

Что такое ферросплавы и технология их изготовления

Ферросплавы – это промежуточный продукт, используемый в металлургии для улучшения свойств чугуна, стали. Они включают определённое количество легирующих компонентов, таких как:

• хром (для устойчивости к агрессивным веществам, окислению);
• марганец (для повышения прочности);
• кремний (для улучшения жаростойкости);
• ванадий (для увеличения износостойкости).

Добавки позволяют получать продукцию с заданными характеристиками, что необходимо в разных отраслях промышленности.

Сырье для производства ферросплава берут из руды и концентратов. Его подвергают восстановлению с использованием угля, применяют силикотермическую и алюминотермическую обработку. Энергоёмкость производства требует применения современных высокоэффективных технологий, чтобы снизить затраты и повысить экологичность.

Процесс изготовления ферросплавов происходит в электрических дуговых печах, где смешиваются сырьё (железная руда, оксиды металлов) и углеродсодержащие материалы. Технология включает следующие этапы:

• подготовка сырья: дробление, обогащение руды;
• плавление компонентов при высокой температуре;
• удаление примесей и шлаков;
• охлаждение и формирование готового сплава.

По объёму производства ферросплавы делятся на три группы. Большие – наиболее массовая и востребованная продукция, используемая в крупносерийной металлургии. Малые производятся в меньших объёмах, ориентированы на специфические задачи. Кремнистые ферросплавы – особый вид, содержащий большое количество кремния, применяемый для жаропрочных и высокоточных изделий.

Ферросплавы: принципы классификации

Учитывая состав, характеристики, можно выделить основные типы ферросплавов:

• кремнистые. Ферросилиций (силикальций) используется для раскисления и легирования стали, улучшает её жаропрочные свойства;
• ферротитан. Легирует сталь, придавая ей устойчивость к ржавлению и нагреву;
• хромистые ферросплавы. Феррохром – легирующий элемент для нержавеющих сталей, увеличивает их износостойкость. Ферросиликохром улучшает жаропрочные и антикоррозийные характеристики сплавов;
• феррованадий. Используется для повышения прочности, химической устойчивости стали;
• марганцевые. Ферромарганец применяют для раскисления металла и устранения вредных примесей. Силикомарганец увеличивает твёрдость и износостойкость изделий;
• феррокобальт. Используется для создания магнитных материалов и высокопрочных изделий;
• ферробор. Добавляется для улучшения твёрдости и износостойкости сплавов;
• ферромолибден. Обеспечивает жаропрочность и коррозионную устойчивость стали;
• ферровольфрам. Сплав для производства инструментальной стали, обладающий высокой твёрдостью и износостойкостью;
• феррониобий. Укрепляет сталь, придаёт ей пластичность;
• ферроалюминий. Используется для раскисления металла и улучшения его свариваемости.

Сфера применения

Ферросплавы применяют в следующих сферах деятельности:

• металлургия. Добавление феррохрома или феррованадия позволяет создавать стальные сплавы, чугун с повышенной износостойкостью, жаропрочностью и устойчивостью к коррозии. Ферромарганец, ферросицилий выводят кислород из расплавленного металла, предотвращают образование пустот и увеличивают однородность структуры. Компоненты помогают избавиться от нежелательных примесей;
• машиностроение. Создание деталей с высокими эксплуатационными характеристиками: элементы трансмиссий и двигателей, зубчатые передачи, износостойкие покрытия;
• авиационная, космическая промышленность. Ферротитан и ферромолибден используются для создания жаропрочных и лёгких изделий: элементы турбинных двигателей, корпуса самолетов, ракет, материалы для защитных покрытий;
• энергетика. Производство жаропрочных сплавов и высокопрочных материалов, устойчивых к агрессивным средам: оборудование для АЭС, трубопроводов, компонентов турбин и генераторов;
• химическая промышленность. Обеспечивающие химическую инертность феррохром и феррованадий нужны для производства ёмкостей и трубопроводов, оборудования для переработки реагентов, создания защитных покрытий;
• строительство. Феррониобий, феррованадий применяются для производства высокопрочных конструкционных сталей, используемых при строительстве мостов, небоскрёбов, объектов инфраструктуры, дорог, тоннелей;
• производство магнитных материалов. Готовая продукция, полученная с помощью ферросплавов, применяется в электронике, медицине, приборостроении, изготовлении генераторов, двигателей электромобилей, медоборудования (томографов).

Ферросплавы – ключевой элемент современных технологий, позволяющий создавать материалы с уникальными свойствами. Важнейший элемент металлургии обеспечивает улучшение свойств стали, чугуна. Разнообразие продукции позволяет использовать их в самых различных отраслях: от строительства до авиакосмической промышленности.