Ферроцерий в стержнях МЦ50Ж6: лигатура для модифицирования чугуна и стали
Ферроцерий в стержнях МЦ50Ж6 — лигатура на основе редкоземельных металлов (РЗМ), поставляемая в виде литых стержней цилиндрического или прямоугольного сечения. Марка МЦ50Ж6 относится к лигатурам системы церий–железо с массовой долей церия не менее 50 % и железом в качестве основы; остальной объём занимают лантан, празеодим, неодим и примеси. Стержневая форма обеспечивает удобство ввода в расплав через погружение, трайб-аппараты и защитные колпаки, а также снижает пирофорность по сравнению с порошковой и стружковой продукцией.
Технические характеристики и состав
Лигатура МЦ50Ж6 выплавляется в индукционных печах с последующей разливкой в изложницы или на машинах непрерывного литья. Стержни имеют плотную мелкокристаллическую структуру без шлаковых включений и газовых раковин, что важно при вводе в жидкий металл. Температура плавления лигатуры — 780–850 C, что ниже температуры расплава чугуна и стали, поэтому растворение происходит быстро и без локального переохлаждения.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ce, % | 50–55 | Атомно-эмиссионный анализ | Связывание серы и кислорода | Сумма РЗМ — не менее 98 % |
| Массовая доля Fe, % | основа | Расчёт по шихте | Снижение температуры плавления | Без ферросилиция |
| Диаметр стержня, мм | 10–40 | Штангенциркуль | Скорость растворения | Под трайб-аппарат |
| Длина стержня, мм | 300–1000 | Рулетка | Дозирование по массе | По заказу |
| Плотность, г/см | 6,7–6,9 | Гидростатическое взвешивание | Погружение в расплав | Без пористости |
| Температура плавления, C | 780–850 | ДТА | Быстрое усвоение | Ниже чугуна |
Области применения
Стержни МЦ50Ж6 применяются там, где требуется глубокое раскисление и модифицирование без введения кремния и алюминия. Основные направления:
- Модифицирование высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в литейных цехах с индукционными тигельными печами и разливкой на автоматических линиях.
- Обработка низколегированных и легированных сталей в ковшах перед непрерывной разливкой на МНЛЗ для связывания серы и повышения ударной вязкости.
- Ввод в расплав через трайб-аппарат или защитный колпак на установках ковш-печь и вакуум-дегазации.
- Производство отливок ответственного назначения: корпусов редукторов, коленчатых валов, тормозных дисков, деталей ГБЦ.
- Модифицирование сплавов на основе никеля и кобальта в авиационном и энергетическом машиностроении.
Технология ввода в расплав
Стержни МЦ50Ж6 вводят в ковш или печь при температуре расплава чугуна 1380–1450 C и стали 1550–1650 C. Расход лигатуры зависит от содержания серы и кислорода: для чугуна — 0,15–0,35 % от массы расплава, для стали — 0,05–0,20 %. При использовании трайб-аппарата стержень подаётся в зону максимальной глубины с защитой аргоном, что исключает пироэффект и повышает усвоение церия до 85–95 %. При погружении вручную в колпаке необходимо предварительное подогревание стержня до 300–400 C для удаления влаги.
Введение церия сверх оптимальной дозы приводит к образованию тугоплавких оксисульфидов и увеличению количества неметаллических включений, поэтому расход лигатуры рассчитывают по результатам ковшовой пробы и данным спектрального анализа.
Условия хранения и транспортировки
Стержни МЦ50Ж6 хранят в закрытых сухих складах при температуре не выше 40 C и относительной влажности до 70 %. Лигатура относится к пирофорным материалам: при контакте с влагой возможно выделение водорода и самонагревание. Транспортировка — в герметичной упаковке с влагопоглотителем, в условиях, исключающих механические удары и контакт с открытым пламенем. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления при соблюдении условий.
Вопросы и ответы
Чем стержни МЦ50Ж6 отличаются от порошкового ферроцерия?
Стержни имеют литую плотную структуру без пылевой фракции, что снижает пирофорность и потери при вводе. Порошок требует инжекции или брикетирования, тогда как стержень вводится погружением или через трайб-аппарат с более высоким и стабильным усвоением церия.
Какой расход лигатуры МЦ50Ж6 для чугуна с шаровидным графитом?
Типовой расход — 0,15–0,35 % от массы расплава при содержании серы в исходном чугуне до 0,03 %. Точная доза определяется по ковшовой пробе и результатам анализа на остаточный церий, который должен составлять 0,02–0,05 %.
При какой температуре вводится лигатура в сталь?
Ввод в стальной расплав производится при 1550–1650 C. При использовании трайб-аппарата стержень подаётся в зону с защитой аргоном, что предотвращает окисление церия и повышает степень усвоения до 85–95 %.
Какие примеси ограничиваются в марке МЦ50Ж6?
Ограничиваются кремний, алюминий, магний и углерод, так как они снижают модифицирующий эффект церия. Суммарное содержание РЗМ — не менее 98 %, железа — основа, остальное — примеси в пределах нормативной документации изготовителя.
