Розмір шрифту: 

Белов Б.Ф., Троцан А.И., Бродецкий И.Л., Карликова Я.П.
(ИПМ НАН Украины, г. Киев;  ГВУЗ ПГТУ, г. Мариуполь)

Общие требования к ферросплавам и лигатурам для использования в ста-леплавильном производстве можно ограничить следующими основными крите-риями. Первый - высокая плотность сплава по отношению к плотности покров-ного ковшевого шлака для снижения угара легирующих элементов сплава за счет окисления кислородом атмосферы при расплавлении (растворении) их на поверхности жидкой стали. Второй - высокая термодинамическая прочность промежуточных фаз компонентов сплава в твердом и жидком состояниях, что вытекает из анализа структурно-химического состояния диаграмм фазовых равновесий исходных компонентов и включает условия образования и характер плавления промежуточных фаз [1].
Конгруэнтное или инконгруэнтное плавление сплава происходит при по-стоянной температуре в сингулярной точке или в интервале температур между ближайшими сингулярными точками линии ликвидуса соответствующей ква-зибинарной системы, когда твердая фаза переходит в жидкое состояние без из-менения или, наоборот, с изменением химического состава сплава.
При конгруэнтном плавлении в сингулярной точке, как это следует из теории МГС - фаз [2], образуется  полиэдрическая жидкость, молекулярная структура которой наследуется от кристаллической и сохраняется при заданных температурах перегрева. Это обеспечивает термическую стабильность сплава в жидком состоянии, которая и определяет его химическую активность, коопера-тивный механизм растворения в металлическом расплаве и технологическую эффективность. При инконгруэнтном плавлении кристаллическая структура распадается при нагревании и в жидком состоянии образуются отдельные атомные структуры исходных компонентов сплава, активность которых опре-деляется их индивидуальными химическими свойствами при эстафетном меха-низме растворения компонентов, когда теряется эффект комплексного  рафини-
рования или легирования металлического расплава.
Стабильность ферросплавов (лигатур) в твердом состоянии, определяю-щая продолжительность и условия хранения, зависит от температуры образова-ния промежуточных фаз, отвечающих их химическому составу. При темпера-турах образования, равных температуре плавления, сплав при хранении распа-дается. При температуре образования ниже температуры плавления - сплав не распадается до этой температуры, и чем она ниже, тем выше его стабильность.
Следовательно, второе требование к сплавам - стабильность в твердом и жидком состоянии обеспечивается низкой температурой образования и конгру-энтной точкой плавления промежуточных фаз - интерметаллидов, отвечающих химическому составу сплава. Кроме того, при оптимизации состава сплава учи-тывают его технологическое назначение. При внепечной обработке стали про-водят операции предварительного, промежуточного и окончательного раскис-ления, для которых используют, соответственно, низко-, средне- и высоколеги-рованные сплавы; последние также и для раскисления шлака.
Применение изложенных представлений дало возможность разработать комплексные раскислители (сплавы ферросиликоалюминия) и модификаторы (сплавы ферросиликокальция) для замены дефицитных и дорогостоящих спла-вов ферроалюминия, алюминия и силикокальция. Это позволило повысить тех-нико-экономическую эффективность ковшевой обработки стали при высокой степени рафинирования металлического расплава: концентрация кислорода уменьшается на 900-1000 ррm, серы – на 300-350 ррm; одновременно наблюда-ется снижение на 1,5-2,0 балла уровня загрязненности стали неметаллическими включениями оксидов (оксисульфидов), их глобуляризация и измельчение.