Лигатура в слитках NiLa: никель-лантановая модифицирующая добавка для чугуна и стали
Лигатура в слитках NiLa — это комплексный модификатор на никелевой основе с лантаном в качестве активного элемента. Никель выполняет роль инертной матрицы-носителя, обеспечивающей высокую усвояемость лантана (до 85–95 %) при вводе в расплав, а лантан — сильный раскислитель и десульфуратор, связывающий кислород и серу в тугоплавкие соединения LaO и LaS. Стандартный диапазон содержания лантана в товарных слитках — 5–15 % по массе, остальное — никель марки Н1–Н3. Температура плавления лигатуры — 1450–1500 C, что обеспечивает её полное растворение в чугуне и стали без локального переохлаждения расплава.
Технические характеристики слитков NiLa
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на расплав | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля La | 5–15 % | Атомно-эмиссионный анализ | Десульфурация, раскисление | По ТУ изготовителя |
| Массовая доля Ni | основа | ГОСТ 8498 | Матрица-носитель | Н1–Н3 |
| Температура плавления | 1450–1500 C | ДТА | Растворение без перегрева | — |
| Плотность слитка | 8,2–8,6 г/см | Гидростатика | Погружение в расплав | Выше чугуна |
| Усвояемость La | 85–95 % | Баланс по шихте | Стабильность модифицирования | Зависит от ввода |
| Масса слитка | 0,5–5 кг | Взвешивание | Дозирование | По заказу |
Области применения
- Модифицирование высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) в литейных цехах с индукционными печами ИЧТ и разливкой на автоматических линиях.
- Обработка низколегированных конструкционных сталей в ковше перед непрерывной разливкой на МНЛЗ для снижения содержания серы ниже 0,010 %.
- Раскисление и модифицирование стали для трубопроводной арматуры, работающей при температурах до –60 C.
- Производство отливок для энергетического машиностроения: корпуса насосов, рабочие колёса, детали запорной арматуры.
- Модифицирование чугуна для крупногабаритных станин металлообрабатывающих станков и прокатных валков.
- Ввод в расплав в литейных ковшах и печах с использованием погружных колоколов или проволоки с наполнителем.
Технология ввода в расплав
Лигатуру NiLa вводят в ковш или печь при температуре расплава 1400–1500 C. Оптимальный расход — 0,5–2,0 кг на тонну расплава в зависимости от исходного содержания серы и требуемой степени глобуляризации графита. При вводе в струю металла при разливке достигается максимальная усвояемость лантана. Слитки предварительно подогревают до 300–400 C для удаления влаги и предотвращения выбросов. Для равномерного распределения лантана применяют механическое перемешивание или продувку аргоном через пористую пробку в днище ковша.
Преимущества перед чистыми редкоземельными металлами
Никелевая матрица снижает пирофорность лантана и упрощает хранение и транспортировку. Лигатура не требует инертной атмосферы при складировании, устойчива к окислению на воздухе при нормальных условиях. В отличие от мишметалла, NiLa обеспечивает более точное дозирование лантана и предсказуемое поведение в расплаве благодаря постоянному составу. Никель, переходя в расплав, не ухудшает механические свойства чугуна и стали, а в ряде марок легированных сталей выступает полезным легирующим элементом.
Вопросы и ответы
Какое содержание лантана в лигатуре NiLa оптимально для ВЧШГ?
Для получения шаровидного графита в высокопрочном чугуне достаточно остаточного содержания лантана 0,02–0,04 %. При содержании La в лигатуре 10 % расход составляет 0,2–0,4 кг на тонну расплава с учётом усвояемости 85–95 %.
При какой температуре вводить лигатуру NiLa в сталь?
Ввод осуществляют при температуре расплава 1450–1500 C. Более низкие температуры замедляют растворение слитка, более высокие — увеличивают угар лантана и снижают усвояемость.
Заменяет ли NiLa мишметалл или ферроцерий?
Да, NiLa применяется как альтернатива мишметаллу и ферроцерию. Преимущество — точное дозирование лантана и отсутствие пирофорности, характерной для чистых РЗМ.
Как хранить слитки NiLa?
Слитки хранят в сухом закрытом помещении при температуре не выше 40 C и влажности до 70 %. Перед вводом в расплав рекомендуется подогрев до 300–400 C для удаления влаги.
