Ферроалюминий в чушках ФА-35 — раскислитель и легирующая добавка для сталеплавильного производства
Ферроалюминий в чушках ФА-35 — лигатура на основе алюминия и железа, применяемая в качестве комплексного раскислителя и легирующего элемента при выплавке конструкционных, низколегированных и нержавеющих сталей. Массовая доля алюминия в сплаве составляет 33–37 %, что соответствует маркировке ФА-35 по ГОСТ Р 53717-2010. Поставка осуществляется в чушках массой 15–25 кг, что обеспечивает удобство дозирования при загрузке в сталеразливочный ковш или печной агрегат.
Химический состав и структурные особенности
Основу сплава ФА-35 формирует эвтектическая структура системы Al–Fe с содержанием алюминия около 35 %. Остаточная часть приходится на железо и примеси: кремний (не более 2,0 %), углерод (до 0,5 %), фосфор и серу (суммарно до 0,05 %). Низкое содержание вредных примесей позволяет использовать лигатуру для производства ответственных марок стали, включая судостроительные и трубные категории прочности.
По сравнению с чистым алюминием, ферроалюминий ФА-35 имеет более высокую плотность (около 5,2 г/см), что обеспечивает лучшее проникновение частиц раскислителя вглубь металлической ванны и снижает угар алюминия при введении. Температура плавления сплава находится в диапазоне 1150–1250 C, что ниже температуры плавления стали, поэтому растворение происходит быстро и без образования локальных переохлаждённых зон.
Технология применения в сталеплавильном производстве
Ферроалюминий ФА-35 вводится в металл на выпуске из дуговой сталеплавильной печи (ДСП) или в агрегате ковш-печь (АКП) после раскисления кремнием и марганцем. Оптимальный расход составляет 1,5–3,5 кг/т стали в зависимости от требуемой степени раскисления и содержания остаточного алюминия. Чушки загружаются в поток металла при интенсивной продувке аргоном через донные фурмы, что обеспечивает гомогенное распределение алюминия по объёму ковша.
Применение ФА-35 позволяет достичь следующих технологических эффектов:
- снижение содержания растворённого кислорода до уровня менее 15 ppm перед вакуумированием;
- формирование мелкодисперсных оксидов алюминия, способствующих модифицированию неметаллических включений;
- повышение усвоения алюминия до 70–85 % против 40–60 % при использовании первичного алюминия;
- стабилизация процесса раскисления за счёт равномерного растворения лигатуры.
Преимущества использования в сравнении с первичным алюминием
Ферроалюминий ФА-35 экономически эффективнее первичного алюминия марки А7 при выполнении одинаковых функций раскисления. Стоимость единицы алюминия в составе лигатуры ниже, а плотность сплава исключает всплывание кусков на зеркало металла, что характерно для лёгкого алюминиевого лома. Дополнительным преимуществом является отсутствие необходимости в специальных устройствах для принудительного погружения — прутковых трамбовках или стальных колоколах.
Применение в различных отраслях металлургии
Лигатура ФА-35 востребована на предприятиях чёрной металлургии полного цикла, в электросталеплавильных цехах мини-заводов, а также в литейных производствах при выплавке фасонного стального литья. Сплав применяется при производстве:
- низколегированных трубных сталей категорий прочности К52–К65;
- конструкционных сталей общего назначения типа 09Г2С, 17Г1С;
- арматурных и канатных сталей с регламентируемым содержанием остаточного алюминия;
- нержавеющих хромоникелевых сталей аустенитного класса.
Контроль качества и условия хранения
Каждая партия ферроалюминия ФА-35 сопровождается сертификатом качества с указанием полного химического состава. Отбор проб производится от каждой плавки методом случайной выборки из 5 % чушек. Контроль содержания алюминия выполняется титриметрическим или атомно-эмиссионным методом с допустимой погрешностью 1,5 %.
Чушки ферроалюминия хранятся в закрытых складских помещениях на деревянных поддонах или металлических стеллажах. Допускается кратковременное хранение под навесом при условии защиты от атмосферных осадков. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий, исключающих окисление поверхности и загрязнение посторонними примесями.
| Показатель | ФА-35 | ФА-50 | АВ87 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля алюминия, % | 33–37 | 48–52 | 85–89 | Титриметрия |
| Плотность, г/см | 5,2 | 4,6 | 3,1 | Гидростатический |
| Температура плавления, C | 1150–1250 | 1050–1150 | 660–700 | Дериватограф |
| Усвоение алюминия, % | 70–85 | 65–80 | 40–60 | Расчётный |
Вопросы и ответы
Какая норма расхода ферроалюминия ФА-35 при раскислении стали?
Ориентировочный расход составляет 1,5–3,5 кг на тонну стали. Точное значение зависит от исходного содержания кислорода в металле, требуемого уровня остаточного алюминия и технологии внепечной обработки. Для сталей с регламентируемым содержанием алюминия 0,02–0,05 % расход корректируется по результатам экспресс-анализа.
Чем ферроалюминий ФА-35 отличается от алюминиевой катанки?
Ферроалюминий имеет плотность 5,2 г/см против 2,7 г/см у алюминия, что исключает всплывание кусков на поверхность металла. Усвоение алюминия из лигатуры на 20–30 % выше, а стоимость единицы алюминия ниже. Катанка требует применения трамбовочных устройств для погружения в расплав.
Допустимо ли применение ФА-35 для раскисления нержавеющих сталей?
Да, ферроалюминий ФА-35 применяется при выплавке хромоникелевых сталей аустенитного класса. Низкое содержание углерода (до 0,5 %) не приводит к науглероживанию металла, а остаточный кремний в количестве до 2 % не оказывает негативного влияния на коррозионную стойкость.
Как контролируется качество ферроалюминия при приёмке?
При приёмке проверяется сертификат качества, проводится визуальный осмотр чушек на отсутствие шлаковых включений и окисленных участков. При сомнениях выполняется контрольный химический анализ методом атомно-эмиссионной спектрометрии. Отбор проб осуществляется от 5 % чушек каждой партии.
