Феррованадий ФВд50У0.75: лигатура для легирования стали ванадием
Феррованадий марки ФВд50У0.75 — лигатура на основе ванадия, применяемая для введения ванадия в сталь и сплавы при внепечной обработке. Обозначение расшифровывается: массовая доля ванадия — не менее 50 %, углерода — не более 0.75 %. Индекс «д» указывает на дроблёный (мелкофракционный) продукт, что обеспечивает ускоренное растворение в расплаве и высокое усвоение элемента. Материал выплавляют алюминотермическим способом, что определяет повышенное содержание алюминия и кремния в составе.
Химический состав и технические параметры
Регламентируемые показатели марки ФВд50У0.75:
- ванадий (V) — 50–55 %;
- углерод (C) — не более 0.75 %;
- кремний (Si) — не более 2.0 %;
- алюминий (Al) — не более 2.5 %;
- фосфор (P) — не более 0.10 %;
- сера (S) — не более 0.05 %.
Фракционный состав дроблёного феррованадия — 10–50 мм; допускается поставка в контейнерах или мешках. Насыпная плотность — 3.2–3.8 т/м. Температура плавления лигатуры — 1650–1700 C, что выше температуры стали в ковше, поэтому растворение лимитируется массообменом, а не нагревом.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на плавку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля V | 50–55 % | титрование | основной легирующий элемент | гарантированный минимум |
| Углерод | 0.75 % | кулонометрия | ограничение науглероживания | для низкоуглеродистых марок |
| Алюминий | 2.5 % | АЭС-ИСП | раскисление, риск неметаллических включений | следствие алюминотермии |
| Кремний | 2.0 % | гравиметрия | дополнительное раскисление | учитывать в балансе Si |
| Фракция | 10–50 мм | ситовой анализ | скорость усвоения | дроблёный продукт |
| Насыпная плотность | 3.2–3.8 т/м | по ГОСТ 19440 | расчёт загрузки | зависит от фракции |
Металлургические функции ванадия
Ванадий вводится в сталь для образования карбонитридов V(C,N), которые тормозят рост зерна аустенита и обеспечивают дисперсионное твердение при отпуске. В низколегированных конструкционных сталях это повышает предел текучести на 100–200 МПа без потери пластичности. В инструментальных и быстрорежущих сталях ванадий формирует карбиды VC с твёрдостью до 2800 HV, повышающие износостойкость режущей кромки.
Усвоение ванадия из феррованадия ФВд50У0.75 при вводе в ковш составляет 85–95 % в зависимости от способа подачи. Оптимально введение в струю металла при выпуске или через трайб-аппарат с погружением в расплав. При обработке на установке ковш-печь лигатуру присаживают после раскисления алюминием для минимизации окисления ванадия.
Области применения
- низколегированные трубные стали классов прочности К52–К60 для магистральных газопроводов;
- конструкционные стали для мостовых и строительных металлоконструкций;
- быстрорежущие стали Р6М5, Р18 для металлорежущего инструмента;
- штамповые стали для горячей деформации (пресс-формы, молотовые штампы);
- жаропрочные сплавы для лопаток газотурбинных установок;
- рельсовые стали с повышенной контактно-усталостной прочностью.
Условия поставки и хранения
Феррованадий ФВд50У0.75 поставляется партиями с сертификатом качества, включающим результаты химического анализа каждой плавки. Продукт хранят в закрытых сухих складах, исключая контакт с влагой, вызывающей гидратацию алюминия и разрушение кусков. Перед загрузкой в печь или ковш лигатуру подогревают до 300–400 C для удаления влаги и снижения риска выброса расплава.
Вопросы и ответы
Чем марка ФВд50У0.75 отличается от ФВд50?
Индекс У0.75 нормирует верхний предел углерода — не более 0.75 %. Это критично при легировании низкоуглеродистых и коррозионностойких марок, где ввод углерода с лигатурой недопустим.
Какое усвоение ванадия достигается при вводе в ковш?
При подаче в струю металла при выпуске — 85–95 %. При вводе в открытый расплав без защиты шлаком усвоение падает до 60–70 % из-за окисления ванадия.
Почему в составе присутствует алюминий?
Алюминотермическое восстановление оксида ванадия оставляет в лигатуре 1.5–2.5 % Al. При расчёте шихты этот алюминий учитывают как дополнительный раскислитель.
Как рассчитать расход лигатуры на плавку?
Расход определяют по формуле: масса стали требуемый прирост V / (доля V в лигатуре коэффициент усвоения). Для 100 т стали и прироста 0.05 % V при усвоении 0.9 требуется около 111 кг ФВд50У0.75.
