Ферросплавы — сплавы железа с легирующими элементами (кремний, марганец, хром, молибден, ванадий и др.), используемые при выплавке стали. Без ферросплавов невозможно получить сталь с заданными свойствами — прочностью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью. На БМЗ в Жлобине ферросплавы — критически важное сырьё для электродуговых печей. Экспертный обзор: виды, марки, влияние на свойства стали.
Зачем нужны ферросплавы
При выплавке стали из лома (электросталеплавильный процесс, как на БМЗ) необходимо:
- Раскислить — удалить растворённый кислород, снижающий пластичность и ударную вязкость. Раскислители: ферросилиций (FeSi), ферромарганец (FeMn), алюминий.
- Легировать — добавить элементы, придающие стали заданные свойства. Хром — коррозионную стойкость; молибден — жаропрочность; ванадий — износостойкость; ниобий — хладостойкость.
- Модифицировать — измельчить зерно, улучшить структуру. Ферротитан, ферробор, редкоземельные элементы.
Основные виды ферросплавов
Ферросилиций (ФС, FeSi)
- Состав: Fe + Si (45–90%). Марки: ФС45, ФС65, ФС75, ФС90.
- Назначение: раскисление стали (удаление кислорода), повышение прочности и упругости. Кремний — обязательный компонент всех конструкционных сталей (0,15–0,60%).
- Применение: БМЗ — при выплавке арматурной стали А500С, проката, корда. Расход — 10–25 кг на тонну стали.
- Производители: Россия (Братский завод ферросплавов, Кузнецкий), Казахстан, Китай.
Ферромарганец (ФМн, FeMn)
- Состав: Fe + Mn (65–95%). Марки: ФМн78 (высокоуглеродистый), ФМн88 (среднеуглеродистый), ФМн95 (низкоуглеродистый).
- Назначение: раскисление и легирование. Марганец повышает прочность, износостойкость, способность к закалке. Содержание в стали — 0,5–1,5% (конструкционная), до 13% (сталь Гадфильда 110Г13Л — для футеровок дробилок).
- Расход: 8–20 кг/т стали.
- Производители: Украина (до 2022 — крупнейший поставщик), Россия (Саткинский комбинат), ЮАР, Китай, Индия.
Феррохром (ФХ, FeCr)
- Состав: Fe + Cr (50–72%). Марки: ФХ010 (низкоуглеродистый, С ≤0,10%), ФХ050 (среднеуглеродистый), ФХ800 (высокоуглеродистый).
- Назначение: легирование хромом. Хром — ключевой элемент нержавеющей стали (≥10,5% Cr), шарикоподшипниковой (ШХ15 — 1,5% Cr), инструментальной (9ХС — 1% Cr). Обеспечивает коррозионную стойкость, твёрдость, жаропрочность.
- Производители: ЮАР (40% мирового производства), Казахстан (Аксуский завод), Индия, Турция.
Ферромолибден (ФМо, FeMo)
- Состав: Fe + Mo (55–70%).
- Назначение: легирование молибденом. Mo повышает жаропрочность (сталь 15ХМ для паропроводов — до 570°C), прочность при повышенных температурах, стойкость к питтинговой коррозии (AISI 316 — 2–3% Mo). Содержание в стали — 0,15–3%.
- Цена: один из самых дорогих ферросплавов ($30–60/кг Mo).
- Производители: Китай (65% мирового производства), Чили, США.
Феррованадий (ФВд, FeV)
- Состав: Fe + V (35–80%).
- Назначение: измельчение зерна, повышение прочности и износостойкости. Ванадий образует карбиды и нитриды, упрочняющие сталь. Содержание — 0,03–0,15% (микролегирование арматуры А500С на БМЗ) или 1–5% (быстрорежущие стали Р6М5).
- Производители: ЮАР, Россия (Качканарский ГОК), Китай.
Ферротитан (ФТи, FeTi)
- Состав: Fe + Ti (20–75%).
- Назначение: стабилизация нержавеющей стали (AISI 321 / 12Х18Н10Т). Титан связывает углерод, предотвращая межкристаллитную коррозию при сварке. Также используется для микролегирования и раскисления.
Ферроникель (FeNi)
- Состав: Fe + Ni (10–40%).
- Назначение: легирование никелем. Ni — ключевой элемент аустенитных нержавеющих сталей (8–14% Ni), хладостойких сталей (до −196°C), жаропрочных сплавов. Расход при выплавке нержавейки — 80–140 кг/т.
- Цена: определяется биржевой ценой никеля (LME — $16 000–20 000/т в 2025).
Как ферросплавы используются на БМЗ
Белорусский металлургический завод выплавляет сталь из лома в электродуговых печах (ЭДП). Технологический процесс:
- Плавка лома — электрическая дуга расплавляет металлолом при 1600–1700°C.
- Окислительный период — продувка кислородом удаляет примеси (углерод, фосфор).
- Раскисление — в ковш добавляют ферросилиций и ферромарганец для удаления растворённого кислорода.
- Легирование — добавление феррохрома, ферромолибдена, феррованадия и других сплавов для получения заданной марки стали.
- Внепечная обработка — доводка состава на установке «ковш-печь» (LF) и вакуумирование (VD) для удаления газов.
- Разливка — непрерывная разливка в заготовки.
Суммарный расход ферросплавов — 20–60 кг на тонну стали (зависит от марки). Стоимость ферросплавов — 5–15% себестоимости стали.
Рынок ферросплавов и Беларусь
Беларусь не производит ферросплавы — 100% импорт. Основные поставщики: Россия (ферросилиций, ферромарганец, феррохром), Казахстан (феррохром), Китай (ферромолибден, феррованадий), ЮАР (феррохром, феррованадий). После ограничения поставок из Украины (крупнейший производитель ферромарганца) БМЗ переориентировался на российских и казахстанских поставщиков.
Перспективы
Развитие электросталеплавильного производства в ЕАЭС увеличивает спрос на ферросплавы. Микролегирование (ванадий, ниобий, титан) — тренд в арматурном производстве: минимальные добавки (0,03–0,15%) значительно повышают прочность. БМЗ осваивает новые марки стали — каждая требует точной рецептуры ферросплавов.