Лигатура никель-молибден NiMo в слитках: состав, свойства и применение
Лигатура никель-молибден NiMo в слитках — это комплексный модификатор и легирующая добавка, применяемая в металлургии для введения молибдена и никеля в расплавы сталей и сплавов. В отличие от чистого молибдена, имеющего температуру плавления 2620 C, лигатура NiMo плавится при значительно более низких температурах, что обеспечивает высокое и стабильное усвоение молибдена — 92–97 % при вводе в ковш. Никелевая матрица выполняет роль носителя, защищающего молибден от окисления и испарения в зоне дуги и на зеркале расплава.
Химический состав и технические характеристики
Стандартная лигатура NiMo содержит 55–65 % молибдена и 30–40 % никеля. Остаток — железо и примеси (кремний, углерод, сера, фосфор) в пределах, регламентируемых ТУ производителя. Плотность слитка составляет 9,2–9,8 г/см, температура начала плавления — 1320–1380 C. Выпускается в виде слитков массой от 3 до 20 кг, реже — в форме чушки или гранул для автоматизированной загрузки.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на плавку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Mo | 55–65 % | ГОСТ 12344 / ICP-OES | Обеспечивает прирост Mo в стали | Основной легирующий элемент |
| Массовая доля Ni | 30–40 % | Титриметрия | Снижает температуру плавления лигатуры | Матрица-носитель |
| Плотность слитка | 9,2–9,8 г/см | Гидростатическое взвешивание | Определяет скорость погружения | Выше плотности стали |
| Температура начала плавления | 1320–1380 C | ДТА | Растворение в ковше без перегрева | Ниже точки плавки стали |
| Усвоение Mo | 92–97 % | Балансовая плавка | Снижение расхода лигатуры | Зависит от способа ввода |
| Масса слитка | 3–20 кг | Весовой контроль | Дозирование под объём ковша | Возможна резка |
Области применения
Лигатура NiMo в слитках востребована в следующих переделах:
- Выплавка низколегированных трубных сталей класса прочности К52–К60 в дуговых сталеплавильных печах (ДСП) и агрегатах ковш-печь (АКП).
- Производство коррозионностойких сталей типа 08Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т для нефтегазового оборудования и химического машиностроения.
- Легирование жаропрочных никелевых сплавов в вакуумно-индукционных печах (ВИП) и установках электрошлакового переплава (ЭШП).
- Модифицирование высокопрочного чугуна с шаровидным графитом для крупногабаритного литья — станины прокатных станов, корпуса редукторов.
- Введение молибдена в наплавочные материалы для восстановления деталей горно-металлургического оборудования.
Технология ввода в расплав
Лигатуру NiMo вводят в ковш до или во время выпуска металла из печи. Оптимальный размер куска — 40 40 80 мм, что обеспечивает проникновение через шлаковый слой и растворение в объёме расплава за 2–4 минуты. При обработке на установке ковш-печь лигатуру присаживают в зону электродугового нагрева при температуре металла 1580–1620 C с последующим перемешиванием аргоном. Расход лигатуры рассчитывают по формуле баланса с учётом коэффициента усвоения и угара.
Условия хранения и транспортировки
Слитки NiMo хранят в закрытых сухих складах при относительной влажности не выше 70 %. Упаковка — деревянные ящики или металлические контейнеры с массой нетто до 1000 кг. Транспортировка допускается всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов. Гарантийный срок хранения — 24 месяца со дня изготовления при соблюдении условий.
Вопросы и ответы
Какое усвоение молибдена обеспечивает лигатура NiMo при вводе в ковш?
При вводе в ковш с последующим перемешиванием аргоном усвоение молибдена составляет 92–97 %. При вводе в печь без защиты зеркала расплава показатель снижается до 85–90 % из-за окисления.
Чем лигатура NiMo отличается от чистого молибдена?
Чистый молибден плавится при 2620 C и имеет высокую склонность к окислению. Лигатура NiMo плавится при 1320–1380 C, что обеспечивает растворение в объёме ковша без перегрева стали и стабильное усвоение легирующего элемента.
В каких печах применяют лигатуру NiMo в слитках?
Лигатуру используют в дуговых сталеплавильных печах, агрегатах ковш-печь, вакуумно-индукционных печах и установках электрошлакового переплава. Способ ввода зависит от типа агрегата и требований к чистоте стали по неметаллическим включениям.
Как рассчитать расход лигатуры NiMo на плавку?
Расход определяют по формуле: масса лигатуры равна требуемому приросту молибдена в стали, делённому на массовую долю Mo в лигатуре и умноженному на коэффициент усвоения. Для стали 10Х17Н13М2Т при приросте 2 % Mo расход составляет 32–35 кг на тонну расплава.
