Лигатура в слитках AlFe25 в Минске


Лигатура в слитках AlFe25: алюминиево-железная лигатура для раскисления и легирования

Лигатура в слитках AlFe25 — это сплав алюминия с железом, содержащий 23–27 % Fe по массе, выпускаемый в виде чушек или слитков массой 5–20 кг. Продукт применяется в металлургии для введения железа в алюминиевые расплавы и для раскисления стали, где чистое железо имеет слишком высокую температуру плавления (1538 C), а алюминий — низкую плотность и высокую окисляемость. Лигатура AlFe25 плавится в интервале 1150–1210 C, что обеспечивает её полное растворение в алюминиевых расплавах при 700–760 C и в сталеплавильных агрегатах без локального перегрева.

Основное назначение лигатуры AlFe25 — корректировка содержания железа в алюминиевых сплавах систем Al–Fe, Al–Si–Fe, Al–Cu–Fe, а также раскисление и микролегирование конструкционных и нержавеющих сталей. В отличие от таблетированных или гранулированных форм, слитковая лигатура удобна для загрузки в ковш, миксер или печь через завалочные окна и бункеры-дозаторы.

Технические характеристики и состав

Химический состав лигатуры AlFe25 регламентируется по содержанию основного элемента — железа — и по примесям, которые нормируются отдельно для алюминиевой и сталеплавильной отраслей. Типовые марки: AlFe25, AlFe25A, AlFe25B (по ГОСТ 4761 или ТУ производителя). Кремний, медь, марганец и цинк ограничиваются, поскольку их переход в расплав может изменить структуру конечного сплава.

ПараметрAlFe25AlFe25AAlFe25BМетод контроля
Массовая доля Fe, %23–2724–2623–27титрование, спектральный анализ
Si, % не более0,300,200,50ИСП-АЭС
Cu, % не более0,050,030,10ИСП-АЭС
Mn, % не более0,100,050,15ИСП-АЭС
Температура плавления, C1150–12101160–12001150–1210ДТА, расчёт по диаграмме
Плотность, г/см3,6–4,03,7–3,93,6–4,0гидростатическое взвешивание

Области применения

  • Алюминиевые литейные сплавы АК12, АК9, АК7 — корректировка содержания железа для подавления пригара к пресс-формам и стабилизации пластинчатой эвтектики.
  • Деформируемые сплавы систем Al–Fe–Mn (8006, 8011) — введение железа для повышения прочности и жаропрочности тонколистового проката.
  • Раскисление и легирование конструкционных сталей 20ГЛ, 35Л, 40ХЛ в дуговых печах и индукционных тигельных печах.
  • Производство нержавеющих сталей аустенитного класса для корректировки состава по железу при переплаве отходов.
  • Алюминотермитная сварка и наплавка — введение железа в сварочную ванну через лигатурные стержни.
  • Порошковая металлургия — получение алюминиевых порошков с заданным содержанием железа для спечённых изделий.

Технология ввода в расплав

Лигатуру AlFe25 загружают в ковш или печь при температуре расплава не ниже 720 C для алюминиевых сплавов и 1560–1620 C для стали. Растворение слитка в алюминиевом расплаве занимает 3–8 минут при интенсивном перемешивании; в сталеплавильном ковше — 2–5 минут при продувке аргоном. Усвоение железа составляет 92–97 % для алюминиевых сплавов и 85–93 % для стали в зависимости от окисленности расплава и способа ввода.

Для предотвращения ликвации слитки AlFe25 отливают в изложницы с ускоренным охлаждением, что обеспечивает мелкокристаллическую структуру и равномерное распределение интерметаллидной фазы FeAl. Крупнозернистая структура приводит к замедленному растворению и нестабильному усвоению.

Условия хранения и транспортировки

Слитки AlFe25 хранят в сухих закрытых складах при относительной влажности не выше 75 % и температуре от –30 C до +50 C. Продукт не выделяет токсичных веществ, негорюч, относится к классу неопасных грузов. Транспортировка — всеми видами транспорта в контейнерах, на поддонах или в металлических ящиках. Перед загрузкой в печь слитки рекомендуется подогревать до 200–300 C для удаления влаги и предотвращения выброса расплава.

Вопросы и ответы

Чем лигатура AlFe25 отличается от чистого железа при вводе в алюминиевый расплав?

Чистое железо плавится при 1538 C и в алюминиевом расплаве при 700–760 C растворяется крайне медленно, образуя тугоплавкие настыли. Лигатура AlFe25 плавится при 1150–1210 C, и интерметаллид FeAl переходит в расплав за 3–8 минут с усвоением 92–97 %.

Какое содержание железа обеспечивает лигатура AlFe25 в готовом сплаве?

Расчёт ведут по массе вводимого железа: при содержании Fe 25 % и усвоении 95 % для получения 0,5 % Fe в расплаве массой 1 т требуется примерно 21 кг лигатуры. Точная навеска корректируется по результатам спектрального анализа пробы.

Допускается ли ввод лигатуры AlFe25 в сталеплавильный ковш без продувки аргоном?

Допускается, но усвоение железа снижается до 80–85 % из-за локального насыщения и всплытия части лигатуры. Продувка аргоном с расходом 5–10 л/мин обеспечивает усвоение 85–93 % и равномерное распределение железа по объёму металла.

Как хранить слитки AlFe25 перед использованием?

В сухом закрытом складе при влажности до 75 % и температуре от –30 C до +50 C. Перед загрузкой в печь слитки подогревают до 200–300 C для удаления адсорбированной влаги и предотвращения выброса расплава.