Лигатура ферроалюмоциркониевая ФАЦр18 в Минске

Лигатура ферроалюмоциркониевая ФАЦр18 — состав и назначение

Лигатура ферроалюмоциркониевая марки ФАЦр18 — это комплексный модификатор на основе системы Fe–Al–Zr, предназначенный для легирования и модифицирования сталей и сплавов. Массовая доля циркония в лигатуре составляет 18 % (номинальное значение), что обеспечивает стабильное усвоение элемента при введении в расплав. Основное назначение ФАЦр18 — раскисление, дегазация и измельчение первичной структуры металла за счет образования тугоплавких соединений циркония, которые служат центрами кристаллизации.

В отличие от чистого циркония или его солей, лигатура ФАЦр18 имеет более высокую плотность по сравнению со стальным расплавом, что исключает всплывание частиц на поверхность и обеспечивает равномерное распределение элемента по объему ковша. Алюминий в составе лигатуры выполняет функцию дополнительного раскислителя, а также способствует снижению температуры плавления лигатуры, что ускоряет ее растворение в жидкой стали.

Химический состав и структура

Лигатура ФАЦр18 поставляется в виде кусков неправильной формы с размером 25–100 мм или в дробленом виде (фракции 5–25 мм, 10–50 мм) в зависимости от условий введения. Типичный химический состав приведен в таблице.

Микроструктура лигатуры характеризуется наличием интерметаллидных фаз FeZr и AlZr, равномерно распределенных в железной матрице. Такое строение обеспечивает быстрое растворение лигатуры при температурах 1550–1650 C и предотвращает окисление циркония до момента его взаимодействия с расплавом.

Технология применения

Лигатуру ФАЦр18 вводят в сталеплавильный агрегат или в ковш при выпуске плавки. Оптимальный расход составляет 1–3 кг на тонну стали в зависимости от требуемого содержания циркония (0,05–0,15 %). Введение лигатуры рекомендуется проводить после раскисления алюминием или ферросилицием, при этом температура металла должна быть не ниже 1580 C для гарантированного растворения.

Усвоение циркония из лигатуры ФАЦр18 достигает 70–85 %, что существенно выше, чем при использовании ферроциркония ФЦр25 без алюминия в составе. Это объясняется снижением активности кислорода в зоне реакции за счет алюминия, который связывает кислород в стабильные оксиды AlO и предотвращает образование тугоплавких оксидов ZrO на поверхности кусков лигатуры.

Влияние на свойства металла

Цирконий, введенный в сталь через лигатуру ФАЦр18, оказывает комплексное воздействие на свойства готового проката:

• измельчение зерна аустенита за счет образования нитридов и карбонитридов ZrN и Zr(C,N), которые блокируют рост зерна при нагреве под прокатку;
• связывание серы в тугоплавкие сульфиды ZrS, что снижает ликвацию серы и повышает пластичность стали;
• повышение ударной вязкости при отрицательных температурах за счет устранения грубых сульфидных включений марганца;
• улучшение свариваемости низколегированных сталей вследствие снижения склонности к росту зерна в зоне термического влияния;
• повышение коррозионной стойкости в атмосферных условиях и в средах, содержащих сероводород.

Области применения

Лигатура ФАЦр18 используется в производстве ответственных марок стали, где требуется гарантированное сочетание прочности и хладостойкости:

• низколегированные трубные стали классов прочности К52–К65 для магистральных газопроводов и нефтепроводов, работающих при температурах до –60 C;
• судостроительные стали повышенной хладостойкости (категории D, E по классификационным обществам);
• мостовые стали, работающие в условиях знакопеременных нагрузок при низких температурах;
• арматурные стали для строительных конструкций, эксплуатируемых в районах с холодным климатом;
• жаропрочные сплавы на никелевой основе, где цирконий используется как упрочнитель границ зерен.

Преимущества использования ФАЦр18

Применение лигатуры ферроалюмоциркониевой ФАЦр18 в сравнении с раздельным введением ферроциркония и алюминия обеспечивает:

• снижение угара циркония на 15–25 % за счет защитного действия алюминия;
• сокращение времени растворения лигатуры в расплаве до 2–4 минут;
• стабильность результатов модифицирования от плавки к плавке благодаря точной дозировке циркония;
• возможность корректировки химического состава стали непосредственно в ковше без длительной выдержки;
• отсутствие пылевидной фракции при транспортировке и хранении, что улучшает условия труда в сталеплавильном цехе.

Лигатура ФАЦр18 поставляется в стальных барабанах или мягких контейнерах типа МКР массой 500–1000 кг. Хранение допускается в закрытых складских помещениях при отсутствии контакта с влагой, поскольку увлажнение лигатуры приводит к повышенному газонасыщению расплава при введении.

Вопросы и ответы