Ферроалюминий в чушках ФА-40 — раскислитель и легирующая добавка для сталеплавильного производства
Ферроалюминий ФА-40 — лигатура на основе алюминия и железа, выпускаемая в чушках массой до 20 кг. Массовая доля алюминия в сплаве составляет 40% (базовый уровень), остальное — железо и неизбежные примеси. Материал применяется в сталеплавильном производстве как комплексный раскислитель и легирующий компонент, заменяющий первичный алюминий при выпуске плавки из дуговой печи или конвертера.
В отличие от чистого алюминия, ферроалюминий ФА-40 имеет более высокую плотность (около 5,2 г/см), что обеспечивает лучшее проникновение частиц лигатуры вглубь металлической ванны и снижает угар алюминия при введении в расплав. Чушковая форма поставки удобна для дозирования и механизированной загрузки в ковш, промежуточный ковш МНЛЗ или печь-ковш.
Химический состав и нормируемые параметры
Химический состав ферроалюминия ФА-40 регламентируется ТУ 0863-001-00190437-2000 и контролируется по следующим элементам:
- алюминий — 35–45% (базовое содержание 40%);
- кремний — не более 5%;
- углерод — не более 1,5%;
- сера — не более 0,05%;
- фосфор — не более 0,08%.
Остаточное содержание примесей цветных металлов (медь, цинк, свинец) ограничивается требованиями конкретного ТУ и не должно превышать 0,1% по каждому элементу. Чушки не должны иметь видимых шлаковых включений, раковин и посторонних механических примесей на поверхности.
Технология применения в сталеплавильном производстве
Ферроалюминий ФА-40 вводится в расплав на завершающей стадии раскисления — после выпуска стали из агрегата в ковш или в процессе доводки на установке печь-ковш. Расход лигатуры составляет 1,5–4 кг на тонну стали в зависимости от требуемой степени раскисления и исходного содержания кислорода в металле.
Применение ФА-40 обеспечивает:
- связывание растворённого кислорода в стабильные оксиды алюминия с переходом их в шлаковую фазу;
- модифицирование неметаллических включений — перевод глинозёмистых включений в легкоплавкие алюминаты кальция;
- легирование стали алюминием для получения мелкозернистой структуры;
- снижение угара алюминия на 15–25% по сравнению с введением чистого алюминия.
Оптимальная температура введения лигатуры — 1550–1650 C. При более низких температурах ухудшается усвоение алюминия, при перегреве выше 1700 C возрастает угар и увеличивается загрязнённость стали оксидными включениями.
Преимущества использования ФА-40 перед первичным алюминием
Чушковый ферроалюминий ФА-40 имеет ряд технологических преимуществ при использовании в качестве раскислителя:
- повышенная плотность обеспечивает погружение лигатуры в расплав без всплывания и окисления на поверхности;
- меньшая удельная поверхность контакта с атмосферой снижает потери на окисление;
- стабильный химический состав партии обеспечивает воспроизводимость результатов раскисления;
- более низкая стоимость по сравнению с алюминием первичным марки А7 и выше.
Показатели качества и контроль
| Параметр | Значение для ФА-40 | Метод контроля | Нормативный документ | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля алюминия, % | 35–45 | Титриметрический анализ | ГОСТ 13230.1 | базовое значение 40% |
| Массовая доля кремния, % | 5,0 | Спектральный анализ | ГОСТ 13230.3 | не более |
| Массовая доля углерода, % | 1,5 | Купрометрический метод | ГОСТ 13230.7 | не более |
| Масса чушки, кг | до 20 | Взвешивание | ТУ 0863-001-00190437-2000 | допускается до 25 кг |
| Плотность, г/см | 5,0–5,4 | Гидростатический метод | расчётный показатель | зависит от состава |
Условия хранения и транспортировки
Ферроалюминий ФА-40 в чушках хранят в закрытых складских помещениях или под навесом, исключающих попадание атмосферных осадков. Допускается хранение на открытых площадках при условии укрытия брезентом или полиэтиленовой плёнкой. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий, исключающих интенсивное окисление поверхности чушек.
Транспортировка осуществляется железнодорожным и автомобильным транспортом в крытых вагонах, контейнерах или на поддонах, обеспечивающих сохранность груза. При погрузочно-разгрузочных работах применяются грейферные захваты, магнитные шайбы или ручной труд с использованием средств индивидуальной защиты.
Вопросы и ответы
Чем ферроалюминий ФА-40 отличается от алюминиево-кремниевых лигатур?
ФА-40 содержит минимальное количество кремния (до 5%) и предназначен преимущественно для раскисления стали. Алюминиево-кремниевые лигатуры (АК, АКС) применяются для комплексного легирования и раскисления с одновременным введением кремния в сталь.
Каков расход ФА-40 при раскислении низкоуглеродистой стали?
Типовой расход составляет 2–3 кг на тонну стали при выпуске из ДСП или конвертера. Точное значение зависит от исходного содержания кислорода, температуры металла и требуемого остаточного содержания алюминия в готовой стали.
Можно ли использовать ФА-40 для раскисления чугуна?
Да, ферроалюминий ФА-40 применяется для раскисления и модифицирования чугуна в ковше перед заливкой в формы. Расход при этом составляет 1–2 кг на тонну чугуна в зависимости от требуемой степени модифицирования графитовых включений.
Как контролируется качество ферроалюминия при приёмке?
При приёмке проверяется сертификат качества, визуальный осмотр поверхности чушек на отсутствие шлаковых включений и механических повреждений, а также проводится отбор проб для химического анализа на содержание алюминия, кремния, углерода, серы и фосфора.
