1 Обзор литературы

1.1 Классификация и назначения ферросплавов

Легирование различными элементами в виде ферросплавов позволяет улучшить свойства и качество конструкционных, жаростойких, жаропрочных, коррозионно-стойких, электротехнических сталей, специальных литейных чугунов и других разнообразных сплавов.

Ферросплавная промышленность включает производство около 100 различных видов и марок простых и сложных ферросплавов, в которые отдельно входят около 25 элементов. К ним относятся большая часть легких (Al, Ba, B, Ca, Mg, Sr, Ti), редких и редкоземельных (Ce, Mo, Nb, Se, Ta, Y, V, W), тяжелых (Co, Cr, Mn, Ni) металлов, а также неметаллы (Si, P) [1].

Специализация современной электрометаллургии ферросплавов основана на первичном извлечении металлов из концентратов, руд и наиболее технически чистых оксидов. К ферросплавам относят также лигатуры и модификаторы, отличающихся своим назначением.

Лигатура быстрее растворяется при легировании ею сплавов, при этом значительно уменьшается угар элементов, а также имеет более низкую температуру плавления, чем любой из входящих в ее состав различных металлов. Получают данный вид ферросплавов либо восстановлением их из руд и концентратов, либо сплавлением составляющих ее компонентов [1].

Ферросплавы - это сплавы, получаемые различными методами электрометаллургии, они могут содержать черные и цветные металлы, а также такие элементы, которые не обладают металлическими свойствами.

В ферросплавах всегда присутствуют примеси в виде таких элементов, как S, P, Cu, Sn, Sb и др.

Ферросплавы разделяют на большие и малые. Так к большим относят сплавы, занимающие в общем объеме производства основное положение, в свою очередь к малым – менее распространенные [2].

1. Группа больших ферросплавов (более распространенные):

• кремневые ферросплавы;

• марганцевые ферросплавы;

• хромистые ферросплавы.

2. Группа малых ферросплавов (менее распространенные):

• ферровольфрам и сплавы с вольфрамом (W-Cr, W-Ni);

• ферромолибден и лигатуры с молибденом (Mo-Al-Ni, Mo-Al-Ti, Mo-Al-Cr-Fe);

• феррованадий и сплавы с ванадием (V-Ca-Si, Fe-Si-V, Fe-Mn-V);

• сплавы щелочноземельных металлов.

Ведущими элементами называются основные компоненты ферросплавов. Технико-экономическая эффективность и целесообразность применяемой технологии определяется такими показателями, как степень восстановления и перехода в металл или извлечение ведущего элемента. Анализ и сравнение показателей производства ферросплавов из вольфрамитового концентрата, происхождения в печах различной мощности и конструкции проводятся при условии повторного пересчета количества ферросплавов в базовые тонны [3].

В состав большинства ферросплавов входит значительное количество железа. Это связано с тем, что в исходном сырье вместе с ведущим элементом присутствуют оксиды железа, не являющиеся вредной примесью для подавляющего большинства ферросплавов. При растворении восстановленного ведущего элемента железом происходит снижение активности последнего и температуры плавления ферросплавов, повышение плотности ряда ферросплавов и увеличение полезного использования ведущих элементов при легировании и раскислении сплавов, а также стали. Стоимость восстанавливаемых элементов в чистом виде выше, чем в ферросплавах [3].