Ферроалюминий в чушках ФА-50: состав, свойства и применение
Ферроалюминий в чушках ФА-50 — лигатура на основе железа и алюминия с массовой долей алюминия 48–52 %, выпускаемая по ГОСТ 4762-71. Материал относится к группе раскислителей и модификаторов, применяемых в чёрной металлургии. Чушки формируют методом литья в изложницы; масса одной чушки — 5–20 кг, толщина сечения — 40–100 мм. Температура плавления лигатуры находится в диапазоне 1150–1250 C, что обеспечивает её полное растворение в жидкой стали до начала кристаллизации слитка.
Ключевое отличие ФА-50 от чистого алюминия — пониженная плотность и регулируемая скорость усвоения алюминия металлом. Железная матрица замедляет окисление алюминия на зеркале расплава, повышая коэффициент усвоения до 75–90 % против 40–60 % при вводе чушкового алюминия. Это снижает расход лигатуры и стабилизирует конечное содержание алюминия в стали.
Нормируемые показатели по ГОСТ 4762-71
| Показатель | Марка ФА-50 | Метод контроля | Допуск | Влияние на плавку |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Al | 48–52 % | титрование | 1,0 % | раскисление |
| Массовая доля Fe | остальное | расчёт | — | матрица-носитель |
| Кремний, не более | 2,0 % | спектральный | +0,3 % | контроль Si |
| Углерод, не более | 0,5 % | экспресс-анализ | +0,1 % | науглероживание |
| Сера, не более | 0,05 % | спектральный | — | сульфидные включения |
| Фракция чушки | 5–20 кг | взвешивание | 5 % | загрузка в ковш |
Технологические свойства и поведение в расплаве
Лигатура ФА-50 вводится в ковш или изложницу при температуре металла 1550–1620 C. Растворение чушки проходит через стадию образования промежуточных интерметаллидов FeAl и FeAl, которые переходят в расплав без образования тугоплавкой корки. Плотность лигатуры — 5,2–5,8 г/см, что ниже плотности жидкой стали (7,0–7,2 г/см), поэтому требуется удержание чушки на глубине погружения или использование колокола-погружателя.
При вводе в сталь ФА-50 выполняет две функции: связывает растворённый кислород и легирует металл алюминием. Остаточное содержание алюминия в готовом прокате обычно поддерживают на уровне 0,02–0,06 % для достижения мелкозернистой структуры и снижения склонности к старению. Для сталей, работающих при низких температурах, алюминий в сочетании с ферроалюминием обеспечивает ударную вязкость KCU не ниже 30 Дж/см при –40 C.
Области применения
- Раскисление и легирование конструкционных и низколегированных сталей в дуговых и индукционных печах.
- Производство трансформаторной и динамной стали с нормированным содержанием алюминия.
- Обработка стали для трубопроводной арматуры и корпусных деталей насосного оборудования.
- Модифицирование литейных чугунов в вагранках и индукционных тиглях.
- Раскисление сварочных электродов и наплавочных порошков.
- Получение алюминотермитных смесей для сварки рельсов и термитной наплавки.
Условия хранения и подготовки к загрузке
Чушки ФА-50 хранят в закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %. Перед загрузкой в печь или ковш лигатуру подогревают до 300–400 C для удаления влаги и предотвращения выбросов расплава. Дробление чушек до фракции 20–80 мм применяют при вводе в промежуточный ковш установок непрерывной разливки. Упаковка — деревянные поддоны или металлические контейнеры с массой партии до 1000 кг.
Вопросы и ответы
Какое содержание алюминия соответствует марке ФА-50?
Массовая доля алюминия в лигатуре ФА-50 составляет 48–52 % по ГОСТ 4762-71. Остальное — железо и регламентированные примеси кремния, углерода и серы.
При какой температуре вводят ферроалюминий ФА-50 в сталь?
Лигатуру вводят в ковш или изложницу при температуре металла 1550–1620 C. Полное растворение чушки происходит в интервале 1150–1250 C с образованием интерметаллидов FeAl и FeAl.
Чем ФА-50 отличается от чушкового алюминия марки А7?
ФА-50 содержит железную матрицу, которая замедляет окисление алюминия на зеркале расплава. Коэффициент усвоения алюминия достигает 75–90 % против 40–60 % при вводе чистого алюминия.
Как хранить чушки ФА-50 перед загрузкой?
Хранение — в закрытых складах при влажности до 75 %. Перед загрузкой чушки подогревают до 300–400 C для удаления влаги и предотвращения выбросов расплава.
