Ферроникель в слитках ФН-20: состав, свойства и применение в металлургии
Ферроникель в слитках марки ФН-20 — лигатура на основе никеля и железа, применяемая для легирования стали и сплавов никелем в условиях металлургических переделов. Массовая доля никеля в марке ФН-20 составляет не менее 20 %, остальное — железо и регламентированные примеси. Продукт выпускается в виде слитков, полученных восстановительной плавкой окисленных никелевых руд, что определяет структуру и распределение примесных элементов.
В отличие от чистого никеля (Н1, Н2), ферроникель ФН-20 вводится в расплав в виде слитков, что упрощает загрузку в дуговые и индукционные печи. Температура плавления лигатуры находится в диапазоне 1450–1480 C, плотность — 7,8–8,0 г/см. Растворение в жидкой стали происходит при температуре выше 1550 C, что соответствует условиям плавки в ДСП и конвертерах.
Химический состав и примеси
Состав марки ФН-20 регламентируется по содержанию никеля, углерода, серы, фосфора и кремния. Повышенное содержание серы и фосфора ограничивает применение лигатуры в ответственных конструкционных сталях без последующей десульфурации и дефосфорации.
- Никель (Ni) — не менее 20 %
- Углерод (C) — не более 0,1 %
- Сера (S) — не более 0,4 %
- Фосфор (P) — не более 0,3 %
- Кремний (Si) — не более 1,5 %
- Железо (Fe) — основа
Технические характеристики слитков
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на плавку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Масса слитка | 5–20 кг | Взвешивание | Загрузка в ДСП | По ТУ изготовителя |
| Температура плавления | 1450–1480 C | Термический анализ | Растворение в расплаве | Зависит от состава |
| Плотность | 7,8–8,0 г/см | Гидростатика | Погружение в ванну | Выше шлака |
| Усвоение никеля | 92–96 % | Хим. анализ стали | Расчёт шихты | При 1550 C |
Области применения
Лигатура ФН-20 используется в производстве низколегированных и легированных сталей, где требуется введение никеля без существенного повышения содержания углерода. Основные потребители — металлургические комбинаты с полным циклом, литейные производства и заводы по выпуску специальных сплавов.
- Выплавка конструкционных сталей в дуговых сталеплавильных печах (ДСП)
- Легирование низкоуглеродистых сталей в конвертерах
- Производство никельсодержащих чугунов в вагранках и индукционных печах
- Изготовление сварочных материалов и наплавочных порошков
- Легирование сплавов на основе меди в литейных цехах
Условия хранения и транспортировки
Слитки ФН-20 транспортируются в открытых железнодорожных вагонах и контейнерах. При хранении на складах допускается открытое размещение на бетонированных площадках. Гигроскопичность поверхности минимальна, однако перед загрузкой в печь рекомендуется удаление шлаковых включений и пыли для стабильного усвоения никеля.
Вопросы и ответы
Какое содержание никеля гарантирует марка ФН-20?
Массовая доля никеля — не менее 20 %. Фактическое значение зависит от партии и указывается в сертификате качества изготовителя.
При какой температуре растворяется ферроникель ФН-20 в стали?
Полное растворение слитков происходит при температуре расплава выше 1550 C. При более низких температурах возможно неполное усвоение никеля.
Можно ли вводить ФН-20 в ковш вместо печи?
Введение в ковш не рекомендуется из-за недостаточной температуры и времени перемешивания. Оптимально — загрузка в печь в период активного кипения ванны.
Какие примеси ограничивают применение ФН-20?
Сера (до 0,4 %) и фосфор (до 0,3 %) ограничивают использование лигатуры в сталях с повышенными требованиями к чистоте по неметаллическим включениям.
