Лигатура ванадий ВХМА-2 — технические характеристики и применение
Лигатура ванадий ВХМА-2 — алюмотермическая ванадийсодержащая присадка, применяемая для легирования сталей и сплавов в сталеплавильном производстве. Материал поставляется в виде кусков правильной формы с контролируемым химическим составом, что обеспечивает стабильное усвоение ванадия при введении в расплав.
ВХМА-2 относится к группе комплексных лигатур системы V–Al–Fe. Основное назначение — ввод ванадия в конструкционные, инструментальные и быстрорежущие стали, а также в жаропрочные сплавы на никелевой основе. По сравнению с феррованадием лигатура ВХМА-2 характеризуется пониженной температурой плавления и меньшей плотностью, что ускоряет растворение присадки в жидкой ванне и повышает степень усвоения легирующего элемента.
Химический состав и структура
Массовая доля ванадия в лигатуре ВХМА-2 составляет 50–60 %, алюминия — 20–30 %, железа — остальное. Содержание примесей ограничено: кремний — не более 2,0 %, углерод — не более 0,5 %, фосфор и сера — не более 0,05 % каждого. Структура лигатуры — интерметаллидные фазы VAl и VAl, распределённые в алюминидной матрице.
Кусковой материал имеет насыпную плотность 3,2–3,8 г/см. Температура плавления лигатуры находится в интервале 1450–1550 C, что ниже температуры плавления чистого ванадия (1910 C) и обеспечивает быстрое расплавление присадки в сталеплавильном агрегате.
Технология введения в расплав
Лигатура ВХМА-2 вводится в сталеплавильную ванну на выпуске из дуговой печи или в ковш при внепечной обработке. Оптимальный размер кусков — 20–80 мм, что обеспечивает равномерное растворение без всплытия на поверхность шлака. Расход присадки рассчитывается исходя из требуемого содержания ванадия в готовой стали и коэффициента усвоения, который составляет 90–95 %.
При использовании в агрегатах ковш-печь лигатуру подают порциями после раскисления стали алюминием. Введение присадки в окисленный расплав не рекомендуется из-за снижения степени усвоения ванадия и повышенного угара алюминия.
Преимущества применения ВХМА-2
- Высокая степень усвоения ванадия — до 95 % при введении в ковш
- Пониженное содержание углерода позволяет легировать низкоуглеродистые марки стали
- Компактная кусковая форма исключает пыление и потери при транспортировке
- Стабильный химический состав в пределах партии обеспечивает воспроизводимость свойств готового металла
- Меньший расход алюминия на раскисление за счёт его присутствия в составе лигатуры
Области применения
Лигатура ВХМА-2 востребована при производстве следующих групп материалов:
- Конструкционные низколегированные стали с ванадием (типа 15Г2АФ, 16Г2АФ) для металлоконструкций, мостовых сооружений и труб большого диаметра
- Инструментальные стали для штампового и режущего инструмента
- Быстрорежущие стали группы Р6М5, Р18 с дополнительным ванадиевым легированием
- Жаропрочные сплавы для газотурбинных установок и энергетического машиностроения
- Высокопрочные стали для нефтегазового сортамента, работающие при низких температурах до –60 C
Сравнение с альтернативными ванадийсодержащими присадками
| Параметр | ВХМА-2 | Феррованадий ФВд75 | Ванадиевый концентрат |
|---|---|---|---|
| Содержание ванадия, % | 50–60 | 70–80 | 15–25 |
| Температура плавления, C | 1450–1550 | 1650–1750 | 1700–1800 |
| Степень усвоения V, % | 90–95 | 85–92 | 70–80 |
| Содержание углерода, % | 0,5 | 0,8 | 1,5 |
| Форма поставки | куски 20–80 мм | куски 10–100 мм | порошок/брикеты |
Лигатура ВХМА-2 занимает промежуточное положение между феррованадием и ванадиевым концентратом по содержанию ванадия, однако превосходит оба материала по скорости растворения и степени усвоения. Это делает её предпочтительным выбором для агрегатов ковш-печь с ограниченным временем обработки плавки.
Условия хранения и транспортировки
Лигатура ВХМА-2 негигроскопична и химически стабильна при хранении в сухих складских помещениях. Допускается хранение на открытых площадках под навесом при условии защиты от атмосферных осадков. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий, исключающих загрязнение посторонними примесями. Транспортировка осуществляется насыпью в крытых вагонах, контейнерах или специализированных мешках типа MКР.
Вопросы и ответы
Чем отличается лигатура ВХМА-2 от феррованадия?
ВХМА-2 содержит 50–60 % ванадия и 20–30 % алюминия, тогда как феррованадий ФВд75 — 70–80 % ванадия без алюминия. Лигатура плавится при более низкой температуре (1450–1550 C против 1650–1750 C) и быстрее растворяется в стальном расплаве, что повышает степень усвоения ванадия.
В какие марки стали вводится лигатура ВХМА-2?
Лигатура применяется для легирования конструкционных низколегированных сталей типа 15Г2АФ, 16Г2АФ, инструментальных и быстрорежущих сталей, а также жаропрочных сплавов на никелевой основе для энергетического машиностроения.
Какой размер кусков оптимален для введения в ковш?
Оптимальная фракция — 20–80 мм. Куски меньшего размера могут всплывать на поверхность шлака и окисляться, крупные — медленнее растворяются и увеличивают время обработки плавки.
Каков коэффициент усвоения ванадия при использовании ВХМА-2?
При введении лигатуры в ковш на выпуске или в агрегате ковш-печь степень усвоения ванадия составляет 90–95 % при условии предварительного раскисления стали алюминием.
