Лигатура в слитках CuAl10: алюминиевая бронза для раскисления и легирования стали
Лигатура в слитках CuAl10 — это алюминиево-медный сплав с массовой долей алюминия около 10 %, применяемый в металлургии как компактный носитель меди и алюминия при внепечной обработке расплавов. В отличие от чистой меди, имеющей температуру плавления 1083 C, эвтектическая составляющая системы Cu–Al обеспечивает плавление лигатуры в интервале 1030–1045 C, что ускоряет её усвоение сталеплавильной ванной и снижает угар алюминия.
Состав и технические характеристики
Слитки CuAl10 получают литьём в изложницы или полунепрерывным литьём; структура — -фаза с включениями эвтектики + . Алюминий в связанном состоянии вводится в расплав с меньшим пирофорным эффектом, чем чистый Al, что важно при обработке кипящей и полуспокойной стали.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Cu | 88–91 % | ГОСТ 9717.2 | Легирование стали медью | Остальное — Al и примеси |
| Массовая доля Al | 9,0–11,0 % | Титриметрия | Раскисление ванны | Связанный алюминий |
| Температура плавления | 1030–1045 C | ДТА | Скорость усвоения | Ниже точки плавления Cu |
| Плотность | 7,6–7,8 г/см | Гидростатика | Погружение в расплав | Выше шлака |
| Масса слитка | 0,5–5,0 кг | Взвешивание | Дозирование в ковш | По согласованию |
Области применения
- Легирование конструкционных и низколегированных сталей медью в дуговых сталеплавильных печах ДСП-100 и агрегатах ковш-печь.
- Раскисление и модифицирование расплава в непрерывной разливке сортовых заготовок на МНЛЗ.
- Корректировка состава коррозионностойких и атмосферостойких марок стали, содержащих Cu (например, 09Г2СД, 10ХСНД).
- Введение меди в сплавы на основе никеля и кобальта при вакуумно-индукционной плавке.
- Обработка чугуна в литейном производстве для повышения стойкости к атмосферной коррозии.
Технология ввода в расплав
Слитки CuAl10 загружают в ковш до выпуска металла либо подают в ванну при температуре 1560–1620 C. Благодаря плотности 7,6–7,8 г/см лигатура проходит через шлаковый слой и растворяется в объёме металла, минуя поверхностное окисление. Усвоение меди достигает 92–96 %, алюминия — 75–85 % в зависимости от основности шлака и содержания кислорода. При обработке в агрегате ковш-печь лигатуру вводят через тракт подачи ферросплавов с последующим аргонным перемешиванием не менее 3–5 минут.
Условия хранения и приёмки
- Слитки поставляют партиями с сертификатом, где указаны массовые доли Cu, Al, Fe, Si, Pb, Zn.
- Хранение — в закрытых складах при относительной влажности не выше 75 % во избежание образования оксидной плёнки.
- Входной контроль включает проверку геометрии слитка, излома и химического состава спектральным анализом.
- Поверхностные загрязнения и шлаковые включения не допускаются — они увеличивают угар алюминия.
Вопросы и ответы
Чем CuAl10 отличается от чистой меди при легировании стали?
Лигатура CuAl10 плавится при 1030–1045 C, тогда как медь — при 1083 C. Связанный алюминий снижает окисление меди и обеспечивает более высокое и стабильное усвоение в сталеплавильной ванне.
Какое усвоение меди и алюминия достигается при вводе в ковш?
При температуре расплава 1560–1620 C усвоение меди составляет 92–96 %, алюминия — 75–85 %. Показатели зависят от основности шлака, содержания кислорода и длительности аргонного перемешивания.
Для каких марок стали применяют лигатуру CuAl10?
Её используют для легирования атмосферостойких и конструкционных сталей, содержащих медь: 09Г2СД, 10ХСНД, 15ХСНД, а также для корректировки состава коррозионностойких марок в агрегатах ковш-печь.
Как хранить слитки CuAl10?
Слитки хранят в закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %. Поверхностные загрязнения и шлаковые включения удаляют перед загрузкой, так как они повышают угар алюминия.
