Лигатура кобальт КС-37Л: состав, свойства и применение в металлургии
Лигатура кобальт КС-37Л — это комплексный модификатор на основе кобальта, предназначенный для легирования и раскисления сталей и сплавов в процессе внепечной обработки. В отличие от чистого кобальта, данная лигатура содержит комплекс активных элементов, обеспечивающих направленное влияние на структуру металла и его эксплуатационные характеристики. Продукт выпускается в виде слитков, чушек или гранул с регламентированным химическим составом и применяется в литейном производстве и металлургии специальных сталей.
Химический состав и технические характеристики
Лигатура КС-37Л представляет собой сплав кобальта с кремнием, хромом и другими элементами. Массовая доля кобальта составляет не менее 37 %. Кремний выполняет функцию активного раскислителя, хром обеспечивает дополнительное легирование и повышает устойчивость к окислению при высоких температурах. Соотношение компонентов подобрано таким образом, чтобы обеспечить максимальное усвоение кобальта расплавом при минимальном угаре.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Co | 37–42 % | Атомно-абсорбционный анализ | Обеспечение легирования | Основа лигатуры |
| Массовая доля Si | 18–24 % | Гравиметрия | Раскисление расплава | Активный элемент |
| Массовая доля Cr | 8–12 % | Титриметрия | Дополнительное легирование | Стабилизация структуры |
| Массовая доля C | 0,08 % | Кулонометрический анализ | Снижение склонности к охрупчиванию | Ограничение по углероду |
| Плотность | 6,8–7,2 г/см | Гидростатическое взвешивание | Расчёт массы ввода | Ниже плотности стали |
| Температура плавления | 1250–1320 C | ДТА | Усвоение в ковше | Соответствует температурам внепечной обработки |
Области применения
Лигатура КС-37Л применяется в следующих технологических переделах:
- Внепечная обработка конструкционных и инструментальных сталей в ковшах и агрегатах ковш-печь (АКП).
- Легирование жаропрочных и коррозионностойких сплавов на никелевой и кобальтовой основе в вакуумно-индукционных печах.
- Модифицирование литейных сталей для крупногабаритных отливок в тяжёлом машиностроении.
- Производство быстрорежущих сталей типа Р6М5, Р18 и их аналогов с повышенным содержанием кобальта.
- Изготовление наплавочных материалов и электродов для восстановления деталей горно-металлургического оборудования.
- Легирование сплавов для газотурбинных лопаток и деталей горячего тракта энергетических установок.
Технология ввода в расплав
Ввод лигатуры КС-37Л осуществляется в ковш или в печь при температуре расплава не ниже 1550 C. Благодаря плотности ниже плотности стали, лигатура подаётся под струю металла или с помощью погружных трайб-аппаратов, что обеспечивает равномерное распределение кобальта по объёму. Усвоение кобальта из данной лигатуры достигает 92–96 %, что выше, чем при вводе чистого кобальта в виде катодных пластин. Кремний, входящий в состав, связывает кислород и снижает окисленность металла перед разливкой.
При обработке в агрегате ковш-печь лигатура вводится после предварительного раскисления алюминием или силикокальцием. Это предотвращает повторное окисление кобальта и стабилизирует его содержание в готовом металле. Для сталей с регламентированным содержанием кремния необходимо учитывать вклад лигатуры в общий баланс кремния.
Условия хранения и транспортировки
Лигатура поставляется в металлических барабанах, контейнерах или мешках с полиэтиленовым вкладышем. Хранение осуществляется в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не более 70 %. Не допускается хранение совместно с кислотами и щелочами. Гарантийный срок хранения не ограничен при соблюдении условий. Перед вводом в расплав лигатура подлежит визуальному осмотру на предмет отсутствия влаги и посторонних включений.
Вопросы и ответы
Каково назначение лигатуры КС-37Л?
Лигатура предназначена для легирования сталей и сплавов кобальтом с одновременным раскислением расплава кремнием и дополнительным легированием хромом. Применяется при внепечной обработке в ковшах и агрегатах ковш-печь.
Какое усвоение кобальта обеспечивает лигатура КС-37Л?
Усвоение кобальта составляет 92–96 % при вводе под струю металла или через трайб-аппарат при температуре расплава не ниже 1550 C. Это выше, чем при использовании катодного кобальта.
Влияет ли лигатура на содержание кремния в стали?
Да, кремний входит в состав лигатуры в количестве 18–24 %. При вводе необходимо учитывать его вклад в общий баланс кремния, особенно для марок стали с ограничением по этому элементу.
При какой температуре вводится лигатура КС-37Л?
Ввод осуществляется при температуре расплава не ниже 1550 C. Температура плавления самой лигатуры составляет 1250–1320 C, что обеспечивает её полное растворение в объёме металла.
