Ферроалюминий в чушках по ТУ У 27.3-13533123-001-20: состав, параметры и применение
Ферроалюминий в чушках по ТУ У 27.3-13533123-001-20 — лигатура на основе системы Fe–Al, выпускаемая методом внепечной алюминотермической плавки с последующей разливкой в изложницы. Технические условия регламентируют массовую долю алюминия, содержание примесей и геометрию слитков, что определяет поведение лигатуры при вводе в стальной или чугунный расплав. Материал поставляется в виде чушек массой 3–12 кг и применяется как раскислитель, восстановитель и легирующая добавка.
Нормативные параметры и химический состав
ТУ У 27.3-13533123-001-20 устанавливают предельные отклонения по основному элементу и примесям, лимитирующим переход алюминия в металл. Ключевые показатели:
- массовая доля алюминия — 45–60 % (в зависимости от марки лигатуры);
- железо — основа, остальное;
- кремний — не более 2,0 %;
- углерод — не более 0,5 %;
- сера и фосфор — суммарно не более 0,10 %;
- цветные примеси (Cu, Zn, Pb) — суммарно не более 0,3 %.
Температура плавления лигатуры лежит в диапазоне 1150–1250 C, что ниже температуры стали в ковше, поэтому растворение чушек проходит без локального переохлаждения расплава. Плотность — 5,5–6,2 г/см, насыпная масса чушек — 2200–2600 кг/м. Поставляемые чушки не должны иметь шлаковых включений, усадочных раковин глубиной более 5 мм и следов коррозии.
Технологические свойства и поведение в расплаве
Раскисляющая способность ферроалюминия определяется высоким сродством алюминия к кислороду. При вводе в ковш лигатура связывает растворённый кислород с образованием глинозёма AlO, который всплывает в шлак. Скорость усвоения алюминия зависит от фракции чушек и способа подачи:
- при загрузке в ковш с температурой металла 1580–1620 C усвоение алюминия — 75–90 %;
- при вводе в промежуточный ковш МНЛЗ — 60–75 %;
- при обработке чугуна в разливочном ковше — 70–85 %.
Для повышения точности легирования чушки дробят до фракции 20–80 мм или применяют трайб-аппараты и вибропитатели, дозирующие лигатуру в струю металла. Введение крупных чушек в изложницу не рекомендуется из-за неполного растворения и ликвации алюминия в верхней зоне слитка.
Области применения
Лигатура востребована там, где требуется управляемое раскисление и корректировка содержания алюминия в металле:
- раскисление и легирование конструкционных и низколегированных сталей в дуговых сталеплавильных печах ДСП и агрегатах ковш-печь;
- обработка чугуна в вагранках и индукционных печах перед разливкой в формы;
- производство стали для сварных конструкций, где алюминий ограничивает рост зерна;
- получение сплавов на основе железа с заданным содержанием алюминия;
- восстановительная обработка шлаков и отходов металлургического передела.
Типовые значения по маркам
| Марка | Al, % | Si, % не более | Масса чушки, кг | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| ФА-45 | 45–50 | 2,0 | 3–8 | раскисление стали |
| ФА-50 | 50–55 | 1,5 | 5–10 | ковш-печь, МНЛЗ |
| ФА-55 | 55–60 | 1,2 | 6–12 | легирование чугуна |
| ФА-60 | 58–62 | 1,0 | 8–12 | спецсплавы |
Условия хранения и приёмки
Чушки хранят в закрытых складах или под навесом при температуре не ниже –30 C и относительной влажности не более 75 %. Перед загрузкой в печь лигатуру осматривают на отсутствие влаги и льда: попадание воды в расплав вызывает выброс металла. Приёмку проводят по партиям с отбором проб от каждой плавки; контроль химического состава выполняют спектральным или рентгенофлуоресцентным методом.
Вопросы и ответы
Чем ферроалюминий по ТУ У 27.3-13533123-001-20 отличается от алюминиевой чушки?
Лигатура содержит 45–60 % алюминия при основе из железа, что снижает плотность и упрощает ввод в стальной расплав по сравнению с чистым алюминием, который имеет меньшую температуру плавления и высокую склонность к всплытию.
Какое усвоение алюминия обеспечивает лигатура при раскислении стали?
При вводе в ковш с температурой металла 1580–1620 C усвоение составляет 75–90 %; при подаче в промежуточный ковш МНЛЗ показатель снижается до 60–75 %.
Какую фракцию чушек используют для точного легирования?
Для дозированной подачи трайб-аппаратом или вибропитателем чушки дробят до 20–80 мм, что обеспечивает равномерное растворение и исключает ликвацию алюминия.
Допускается ли хранение ферроалюминия на открытой площадке?
Хранение допускается под навесом при влажности не более 75 % и температуре не ниже –30 C; перед загрузкой обязателен осмотр на отсутствие влаги и льда во избежание выброса расплава.
