Ферроалюмониобий ФА20Нб35 — лигатура для микролегирования и раскисления стали
Ферроалюмониобий марки ФА20Нб35 — комплексная лигатура на основе алюминия и ниобия, применяемая в сталеплавильном производстве для легирования и раскисления стали. Сочетание алюминия (20 %) и ниобия (35 %) в одной добавке обеспечивает одновременное воздействие на структуру металла и его раскисление, что сокращает количество технологических операций при вводе ферросплавов в расплав.
Основное назначение ФА20Нб35 — микролегирование низколегированных и трубных сталей ниобием с одновременным раскислением алюминием. Ниобий в стали формирует мелкодисперсные карбонитриды Nb(CN), которые препятствуют росту аустенитного зерна при нагреве под прокатку и способствуют получению ферритно-перлитной структуры с повышенной прочностью и ударной вязкостью. Алюминий, входящий в состав лигатуры, связывает растворённый кислород и образует оксиды AlO, которые переходят в шлаковую фазу.
Химический состав и форма поставки
Лигатура ФА20Нб35 поставляется в кусковой форме с фракцией 5–50 мм или 10–100 мм в зависимости от требований технологического регламента. Химический состав регламентируется внутренними техническими условиями производителя и контролируется спектральным анализом на каждой плавке.
- Ниобий — 33–37 %
- Алюминий — 18–22 %
- Кремний — не более 2 %
- Углерод — не более 0,5 %
- Фосфор — не более 0,05 %
- Сера — не более 0,03 %
Технология ввода в расплав
Ферроалюмониобий ФА20Нб35 вводится в ковш при выпуске плавки из дуговой печи или конвертера. Оптимальная температура металла в момент присадки — 1580–1650 C. Лигатура усваивается за счёт растворения алюминиевой матрицы, которая обеспечивает низкую температуру плавления куска и быстрое высвобождение ниобия в расплав. Среднее усвоение ниобия при ковшевой обработке составляет 85–95 %.
Применение комплексной лигатуры вместо раздельного ввода феррониобия и алюминия позволяет:
- сократить продолжительность ковшевой обработки на 3–5 минут;
- уменьшить угар ниобия за счёт его одновременного раскисления алюминием;
- исключить образование крупных оксидных включений при локальном переокислении;
- стабилизировать химический состав металла по ниобию в пределах 0,005 %.
Применение в производстве сталей
ФА20Нб35 ориентирован на выплавку сталей, где ниобий вводится в количестве 0,02–0,08 %. К таким материалам относятся трубные стали классов прочности К52–К65 (X52–X65), стали для судостроения, мостостроения и строительных металлоконструкций, работающих при низких температурах до –60 C.
Лигатура также используется при производстве арматурного проката классов А500С и А600С, где микролегирование ниобием обеспечивает требуемое соотношение предела текучести к временному сопротивлению разрыву без дополнительной термической обработки. Ввод ФА20Нб35 в электросталеплавильном цехе позволяет отказаться от применения дорогостоящего феррониобия с высоким содержанием тантала.
Сравнение с альтернативными способами легирования
| Параметр | ФА20Нб35 | Феррониобий FeNb60 | Раздельный ввод Nb + Al |
|---|---|---|---|
| Содержание ниобия, % | 33–37 | 58–65 | — |
| Усвоение ниобия, % | 85–95 | 80–90 | 75–85 |
| Температура плавления, C | 1100–1250 | 1450–1550 | — |
| Раскисляющая способность | высокая | отсутствует | требует отдельной присадки |
| Длительность ковшевой обработки | сокращается | стандартная | увеличивается |
Контроль качества и хранение
Каждая партия ФА20Нб35 сопровождается сертификатом качества с указанием полного химического состава, фракционного распределения и результатов входного контроля. Лигатура поставляется в стальных барабанах или мягких контейнерах МКР с полиэтиленовым вкладышем для защиты от увлажнения. Хранение осуществляется в закрытых складских помещениях при отсутствии контакта с атмосферными осадками. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий складирования.
Вопросы и ответы
Какое усвоение ниобия обеспечивает ФА20Нб35 при ковшевой обработке?
Усвоение ниобия из лигатуры ФА20Нб35 составляет 85–95 % при вводе в ковш на выпуске плавки при температуре 1580–1650 C. Более высокое усвоение достигается за счёт раскисляющего действия алюминия, который предотвращает окисление ниобия в процессе растворения.
Для каких марок стали применяется ферроалюмониобий ФА20Нб35?
Лигатура применяется для микролегирования трубных сталей классов прочности К52–К65, судостроительных, мостостроительных сталей, а также арматурного проката классов А500С и А600С. Содержание ниобия в готовой стали обычно составляет 0,02–0,08 %.
Какая фракция лигатуры ФА20Нб35 поставляется?
Стандартная фракция поставки — 5–50 мм или 10–100 мм. Возможно изготовление нестандартной фракции под требования конкретного производства при согласовании с производителем.
Чем ФА20Нб35 отличается от феррониобия FeNb60?
ФА20Нб35 содержит алюминий, который обеспечивает раскисление расплава одновременно с легированием ниобием. Феррониобий FeNb60 не обладает раскисляющей способностью и требует отдельного ввода алюминия. Кроме того, температура плавления ФА20Нб35 ниже, что ускоряет растворение лигатуры.
