34. Ферроқорытпалардың жіктелуі мен тағайындалуы

Қазіргі заманғы ферроқорытпа электр-металлургиясы кендерден, концентраттардан және техникалық таза оксидтерден металдарды біріншілік шығаруға маманданған. Ферроқорытпаларға лигатуралар мен модификаторлар жатады, олар тағайындалу бойынша ажыратылады.

Лигатураны кендер мен концентраттардан оның компоненттерінің құраушыларын балқыту немесе оларды тотықсыздау арқылы алады. Лигатураның балқу температурасы оның құрамына кіретін кез келген металдікінен төмен, қоспалау кезінде тезірек ериді және элементтердің қалдықтарын азайтады.

Модификатор – бұл аз мөлшері онымен өңделген металдың немесе қорытпаның құрылымы мен қасиеттерін айтарлықтай өзгертетін зат. Бұл эффект түрлендіру деп аталады. Академик П.А. Ребиндер (1898-1972 жж.) классификациясы бойынша модификаторлар екі топқа бөлінеді: бірінші текті – беттік-белсенді заттар (ББЗ) және екінші текті - инокуляторлар.

Бірінші текті модификаторлар кристалданған металл балқытпаларының ұрықтарында адсорбцияланады, олардың өсуін тежейді және құрылымды ұсақтайды.

Екінші текті модификаторлар балқытпада кристалдану орталықтарының түзілуін жеңілдетеді және конструкциялық болаттардың және қорытпалардың микроқұрылымын ұсақтайды.

Металдар екі негізгі топқа бөлінеді: қара және түсті. Бірінші топқа темір жатады, мұнда ол негізгі металл болып табылады – шойын, химиялық құрамы әртүрлі болаттар және ферроқорытпалар. Екінші топ келесі топшаларға бөлінеді: 1) жеңіл (Al, Ba, Be, K, Ca, Li, Mg, Na, Rb, Si, Sr, Ti, Cs); 2) сирек (V, W, Ga, Hf, Y, Ge, Mo, Re, РЗМ, Se, Ta, Te, Zr); 3) ауыр (As, Bi, Cd, Co, Cu, C, Fe, Hg, Ni, Sb, Pb); 4) асыл (Au, Ag, Ir, Os, Rt, Rd,  Ru); 5) радиоактивті (Pu, Po, Ra, Np, U).  

Ферроқорытпаларда қара және түсті металдар (Fe, Mn, Si, Cr, Ca, Al, Be, РЗМ және басқалары) болуы мүмкін. Ферроқорытпалар ретінде S, P, Cu, Sn, Sb және басқа элементтер болады.

Ферроқорытпалар үлкен қорытпаларға және өндірістің жалпы көлемінде негізгі орын алатын және аз таралған кіші қорытпаларға бөлінеді. Үлкен ферроқорытпалардың тобы 1-топ (немесе массалық қолданыстағы): 1) кремний қорытпалары (FeSi, барлық маркасы, кристалды Si); 2) марганецті ферроқорытпалар (жоғары; орта; және төмен көміртекті FeMn; тауарлық және қайта қорыту SiMn; металдық, силикотермиялық және электротермиялық марганец). 3) хромды ферроқорытпалар (жоғары; орта; және төмен көміртекті FeCr; тауарлық және қайта қорыту FeSiCr; металдық хром; азотталған феррохром).

Кіші ферроқорытпалардың 2-тобы: 1) FeW және вольфраммен қорытпалар (W - Cr, W - Ni); 2) FeMo және Мо-мен лигатуралар Mo (Mo - Al - Ti, Mo - Al - Ni, Mo - Al - Cr - Fe); 3) FeV және ванадиймен қорытпалар (Fe - Si - V, Fe - Mn - V, V - Ca - Si); 4) сілтілі жер металдар қорытпалары СЖМ (SiCa, SiBa, SiMg, Si кешенді қорытпалары Fe - Si - Mg - Ca, Si - Ca - Ba - Fe, Si - Ba - Fe, Si - Ba - Sr және басқалары; 5) FeNb және Ni - Nb, Nb - Ta - Fe, Nb - Ta - Mn - Al - Si - Ti, Nb - Ta – Al жүйелерімен қорытпалары; 6) FeTi және Fe - Si - Ti, Ti - Cr - Al, Ti - Cr - Al - Fe, Ti – Ni жүйелерімен қорытпалар; 7) FeB, бормен лигатуралар (Ni - B, Cr - B, грейнал B - Si - Al - Ti - Zr; 8) алюминиймен қорытпалар (SiAl, FeAl, FeSiAl, Fe - Al - Mn - Si, Fe - Mn – Al жүйелерінің қорытпалары); 9) СКМ жүйелерімен қорытпалар РЗМ - Si, Ge - Si - Fe, РЗМ - Al - Si, РЗМ - Ni - Si; 10) FeSiZr, FeAlZr; 11) FeNi, FeCo.

Ферроқорытпалардың негізгі компоненттері жетекші элементтер деп аталады. Металға өту және тотықсыздану немесе жетекші элементті алу деңгейі технологияның пайдалылығын және техника-экономикалық тиімділігін анықтайды. Конструкциясы мен қуаты әртүрлі пештерде шығу тегі мен құрамы әртүрлі шикізаттардан ферроқорытпаларды өндіру көрсеткіштерін талдау және салыстыру ферроқорытпалар мөлшерін базалық тоннаға қайта есептеу жағдайында жүргізіледі.

Базалық тонна – бұл жетекші элементтің немесе оның қосылысының белгілі бір мөлшері қатаң сақталған кеннің, ферроқорытпаның, концентраттың бір тоннасы. 

Мысалы, ФС45 маркілі FeSi құрамында 41-47% Si болуы мүмкін, ал базалық тоннаға 45% Si-мен қорытпаның бір тоннасы қабылданады.

Ферроқорытпалардың негізгі бөлігі болат балқыту өндірісінде болаттарды қоспалау және қышқылсыздандыру үшін, сонымен қатар шойын мен қорытпаларды қоспалау және түрлендіру үшін қолданылады.

Көптеген ферроқорытпаларда темірдің мөлшері айтарлықтай жоғары болады. Өйткені бастапқы шикізатта жетекші элементпен бірге темір оксидтері болады, олар көптеген ферроқорытпалар үшін зиянды қоспа болып табылады. Сонымен қатар темір жетекші элементті еріте отырып, соңғысының белсенділігін және ферроқорытпаның балқу температурасын төмендетеді, бірқатар ферроқорытпалардың тығыздығын өсіреді және болаттар мен қорытпаларды қышқылсыздандыруда және қоспалауда пайдалануды арттырады.