Ферросплавы применяются для легирования стали, то есть придания ей улучшающих свойств, путём добавления дополнительных элементов. Фактически ферросплав – смесь железа с ещё одним металлом. Цена ферросплава ниже, чем металла в чистом виде. Кроме того, присутствующее в нём железо растворяет основной элемент во время плавки, за счёт чего его можно плавить при более низкой температуре.
Легированную сталь использовали ещё в древности. Часто железная руда содержит в себе примеси других металлов, что уже тогда позволяло делать более прочные изделия из металла. Кроме того, античные кузнецы использовали метеоритную руду, которая содержала в себе никель.
Искусственное получение ферросплавов
Металлурги долгое время пытались преодолеть ломкость стали. Как выяснили химики, это происходит из-за наличия в ней кислорода. Чтобы удалить его, в 1804 году Дэвид Мюшет начал добавлять в сталь марганец. Но сталь, изготовленная таким способом, получалась твёрдой и содержала много углерода. В 60-х годах XIX века фабрикант Пригер в Бонне сумел получить сплав, содержащий 60% марганца, путём расплавления в тигельной печи чугуна, марганцевой руды, угольного порошка и бутылочного стекла.
В ферросплавах присутствуют тугоплавкие металлы, поэтому их производство всегда было сопряжено с повышением температуры плавления, а значит – с большим расходом топлива. Это повышало стоимость стали, содержащей дополнительные элементы. Еще в 1802 г Василий Петров показал, что с помощью электрической дуги можно плавить металлы и восстанавливать их из оксидов. Но только в 1884 Д. Напьер получил слиток металла, который он расплавил электричеством. К днищу печи был подключён отрицательный полюс батареи, а положительный подключали к металлическому диску на поверхности расплавленного металла.
Однако до появления переменного тока с производством ферросплавов в электропечах возникали проблемы, так как происходил электролиз и помимо нужных элементов восстанавливались и другие. Например, полученный таким способом ферросилиций содержал также алюминий и фосфор, из-за чего рассыпался под действием влаги.
Сейчас развитие производства ферросплавов идёт по пути удешевления и ускорения их создания. Появились технологи рафинирующего переплава, позволяющие получить сталь с высокой долей необходимых примесей и без ненужных добавок.
