2. Ферроқорыту үрдістерінің жіктелуі

1. Ферроқорытпалардың жіктелуі және қолданылуы

2. Ферроқорытпалар сапасына қойылатын негізгі талаптар

3. Қолданылатын тотықсыздандырғыштар түріне байланысты ферроқорыту үрдістерінің жіктелуі

4. Қолданылатын агрегат түріне байланысты ферроқорыту үрдістерінің жіктелуі

5. Технологиялық белгілер бойынша ферроқорыту үрдістерінің жіктелуі

1 Ферроқорытпалардың жіктелуі және қолданылуы

Қазіргі замаңғы ферроқорытпалар электрометаллургиясы металдарды кендерден, концентраттардан және техникалық таза оксидтерден алуға мамандандырылған.

Ферроқорытпалар деп – негізінен болатты легірлеу, қышқылсыздандыру және модификациялау үшін қолданылатын темірдің Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесінің басқа элементтерімен (Sі, Мn, Сr, W, V, Ni, Мо, Со, Ті, Zr және т.б.) қорытпаларын атайды. Ферроқорытпалар қатарына, сонымен бірге, лигатуралар және модификаторлар да жатады.

Лигатура (ligatura (латын) – байланыс) – легірлеуші элементтерді сұйық металға еңгізу үшін қолданылатын қорытпа. Лигатураны, құрамына кіретін компоненттерді балқыту арқылы немесе сол компоненттерді кендер мен концентраттардан тотықсыздандыру арқылы алады. Лигатура құрамына кіретін кез-келген (әр-бір) металға қарағанда төмен балқу температурасына ие, онымен қорытпаларды легірлегенде ол тез ериді және элементтердің жоғалымдары азаяды.

Модификатор (modifiсо (латын) – түрлендіру) – мардымсыз аз мөлшері онымен өнделген металдың немесе қорытпаның құрылымы мен қасиеттерін елеулі өзгертетін заттарды атайды. Академик П.А. Ребиндердің (1898-1972 ж.ж.) жіктеуіне сәйкес модификаторлар екі топқа бөлінеді: беттік-белсенді заттар және инокуляторлар. Бірінші топтағы модификаторлар кристалданатын металдық балқымалардағы туынтектер бетіне адсорбцияланып, олардың өсуін тежейді де, сол арқылы құрылым ұсақталады. Екінші топтағы модификаторлар балқымада кристалдану орталықтарының түзілуін жеңілдетеді де, конструкциялық болаттар мен қорытпалар микроқұрылымын ұсақтайды.

Ферроқорытпалар өндірілетін көлеміне қарай «кіші» және «үлкен» топтарға бөлінеді.

I. Үлкен ферроқорытпалар тобы (ірі тоннажды қорытпалар):

1. Кремнийлі ферроқорытпалар: ферросилицийдің барлық маркалары және кристалдық кремний;

2. Марганецті ферроқорытпалар: жоғары, орта және төмен көміртекті ферромарганец, тауарлы және кайта өнделетін силикомарганец, металдық марганец, азотталған марганец және марганецті лигатуралар;

3. Хромды ферроқорытпалар: жоғары, орта және төмен көміртекті феррохром, тауарлы және қайта өнделетін ферросиликохром, металдық хром, азотталған феррохром және лигатуралар.

II. Кіші ферроқорытпалар тобы (кіші тоннажды ферроқорытпалар):

1) Ферровольфрам;

2. Ферромолибден;

3. Феррованадий;

4. Сілтілі жер металдарының қорытпалары: силикокальций, силикобарий, силикомагний, Fe-Sі-Мg-Са, Sі-Са-Ва-Fe, Sі-Ва-Fe, Sі-Ва-Sr және т.б. жүйелерінің кешенді қорытпалары;

5. Феррониобий және Ni-Nb, Nb-Ta-Fe, Nb-Ta-Мn-А1-Sі-Ті, Nb-Та-А1 жүйелерінің қорытпалары;

6. Ферротитан және Fe-Sі-Ті, Тi-Сr-А1, Тi-Сr-А1-Fe, Тi-Ni жүйелерінің қорытпалары;

7. Ферробор, ферроборал және борлы лигатуралар Ni-В, Сr-В, грейнал B-Sі-А1-Тi-Zr;

8. Алюминийлі қорытпалар: силикоалюминий, ферроалюминий, ферросиликоалюминий, Fe-А1-Мn-Sі, Fe-Мn-А1 жүйелерінің қорытпалары;

9. Сирек жер металдарының қорытпалары: СирЖМ-Sі, Се-Sі-Fe, СирЖМ-А1-Sі, СирЖМ-Ni-Sі;

10) Ферросиликоцирконий, ферроалюмоцирконий;

11) Ферроникель және феррокобальт.

Кіші тоннажды ферроқорытпалар аз көлемде өндірілгенімен жоғары құнымен ерекшелінеді. 1-кестеде қазіргі уақытта әлемдік нарықта қалыптасқан ферроқорытпалардың бағалары келтірілген.

Кесте 1 – Әлемдік нарықтағы ферроқорытпалардың орташа бағалары

Атауы	Құрамы		Баға, АҚШ $/тонн
			01.09.2008 ж.	07.09.2009 ж.
Ферромолибден	Mo 60%		47 000 – 48 000	20 200 – 22 200
Феррониобий	Nb 65%		50 000 – 52 000	25 700 – 26 300
Ферротитан	Ti 70%		5 250 – 5 600	3 150 – 3 220
Феррованадий	V 78-82%		50 000 – 52 000	27 000 – 28 000
Ферровольфрам	min. W 75%		25 700 – 26 500	21 400 – 22 200
Феррохром жоғары көміртекті	Cr 60%, C 6-8%		3 250 – 3 400	1 340 – 1 450
төмен көміртекті	Cr 65%, C 0,10%		7 750 – 8 000	2 890 – 3 010
Хром	Cr 98,5%		12 000 – 14 000	7 000 – 7 500
Ферромарганец	Mn 75% C 8,0%		2900-3000	1 050-1 100
Ферромарганец	Mn 78% C 8,0%		3100-3200	1 150 – 1 200
Ферросилиций	Si 75%	Европа	2 200 – 2 300	1 270 – 1 320
		Қытай	1 720 – 1 750	1 170 – 1 220
Силикомарганец	Mn 65%, Si 17%	Европа	2 300 – 2 400	1 400 - 1 450
		Қытай	2 250 – 2 300	1 320 – 1 390

Ферроқорытпалардың негізгі компоненттері жетекші элементтер деп аталады. Элементтің тотықсызданып металға өту дәрежесі немесе басқаша айтқанда жетекші элементтің түсімі қолданылатын технологияның техника-экономикалық пәрменділігін және тиімділігін анықтайды. Құрамы мен шығу тегі әр-түрлі шикізаттан конструкциясы мен қуаттылығы әр-түрлі пештерде ферроқорытпалар өндірісі көрсеткіштерінің салыстырылуы және сарапталуы алынған ферроқорытпалар мөлшерін базалық тоннаға қайта есептеу арқылы жүргізіледі.

Базалық тонна – бұл құрамында жетекші элементтін немесе оның қосылысының белгілі бір мөлшері бар ферроқорытпалардың, кендердің немесе концентраттардың шартты бір тоннасы. Мысалы, ферросилицийдің 1 базалық тоннасы есебінде құрамында 45% Sі бар қорытпаның 1 тоннасы қабылданған. Cол сияқты хром кенінің 1 базалық тоннасы ретінде құрамында 50% Сr₂O₃ бар хром кенінің немесе концентратының 1 тоннасы қабылданған. Феррохромның 1 базалық тоннасы есебінде құрамында 60% Сr бар қорытпаның 1 тоннасы қабылданған, бірақ соңғы кездері «Казхром» ТҰК-ның кәсіпорындарында, әлемдік талаптарға сәйкес, барлық көрсеткіштер 1 тонна хромға есептеледі.

Ферроқорытпалардың негізгі бөлігі, жоғарыда айтылғандай, болатты легірлеу және қышқылсыздандыру үшін болат балқыту өндірісінде, сонымен қатар шойын мен қорытпаларды легірлеу және модификациялау үшін, дәнекерлегіш электродтарды дайындауда, химиялық қосылыстар өндірісінде, металдық конструкциялар мен құрылғыларды қорғағыш қаптамаларында бастапқы материал ретінде және пайдалы қазбаларды байытуда қолданылады. Ферроқорытпалар сонымен қатар аса таза заттар (элементтер мен қосылыстар) алуда бастапқы шикізат қызметін атқарады және металлотермиялық үрдістерде тотықсыздандырғыштар ретінде кеңінен қолданылады.

Көптеген ферроқорытпалар құрамында салыстырмалы көп мөлшерде темір кезедеседі. Бұл бастапқы шикізат құрамында жетекші элементпен қатар әрқашан темір оксидтерінің болуымен түсіндіріледі. Темір ферроқорытпалардың басым бөлігі үшін зиянды қоспа болып саналмайды, бұған қоса темір тотықсызданған жетекіш элементті еретіп оның белсенділігін және түзілген ферроқорытпалардың балку температурасын азайтады, бір-қатар ферроқорытпалардың тығыздылығын арттырады және болаттар мен қорытпаларды қышқылсыздандырғанда және легірлегенде жетекші элементтердің пайдалы қолданылуын арттырады. Темір негізіндегі ерітінділердің түзілуі кезінде жетекші элементтің тотықсыздануы төмен температураларда және толығырақ, яғни жоғары түсіммен жүруі мүмкін. Сондықтан темірді шикіқұрам материалдарына жоңқа немесе оксидтер түрінде арнайы қосады. Тотықсызданған элементтердің ферроқорытпалардағы құны таза элементтерден едәуір төмен.