Лигатура ванадий ВнАл-N: технические характеристики и применение
Лигатура ванадий ВнАл-N — алюмотермическая лигатура системы ванадий–алюминий–азот, предназначенная для легирования сталей и сплавов ванадием с одновременным азотированием. Материал поставляется в виде кусков неправильной формы с контролируемым гранулометрическим составом, что обеспечивает стабильное усвоение элементов при введении в расплав.
Химический состав и структура
Лигатура ВнАл-N содержит ванадий в диапазоне 40–63 %, алюминий — 20–35 %, азот — 8–14 %. Остаточные примеси ограничены: кремний не более 1,5 %, железо — до 2,0 %, углерод — до 0,5 %. Азот в лигатуре находится в связанном состоянии в виде нитридов ванадия (VN, VN), что обеспечивает его термическую стабильность при хранении и транспортировке.
Структура лигатуры характеризуется равномерным распределением нитридной фазы в алюминиевой матрице. Температура плавления материала — 1450–1650 C, плотность — 5,2–5,8 г/см. Насыпная плотность фракции 10–50 мм составляет 2,8–3,4 кг/дм.
Технология производства
Изготовление лигатуры ВнАл-N осуществляется методом алюмотермического восстановления оксида ванадия (VO) в присутствии нитрида ванадия или при последующей азотирующей обработке. Процесс ведется в шахтных печах с контролируемой атмосферой азота. Ключевые параметры плавки — температура 1700–1900 C и выдержка расплава — определяют полноту восстановления и степень усвоения азота.
Применение в металлургии
Лигатура ВнАл-N используется при выплавке легированных сталей в дуговых сталеплавильных печах, конвертерах и ковшах. Введение материала обеспечивает комплексное легирование ванадием и азотом, что способствует формированию мелкозернистой структуры и повышению прочностных характеристик готового проката.
- Производство высокопрочных низколегированных сталей категорий прочности К52–К70 для труб большого диаметра
- Легирование рельсовых сталей с повышенной износостойкостью
- Выплавка арматурного проката классов А500С и А600С
- Изготовление штамповых и инструментальных сталей с азотированием
- Производство жаропрочных сплавов для энергетического машиностроения
Преимущества использования
Применение лигатуры ВнАл-N позволяет совместить две технологические операции — легирование ванадием и азотирование — в одном материале. Это сокращает продолжительность плавки и снижает расход ферросплавов. Усвоение ванадия при введении лигатуры в ковш составляет 92–97 %, азота — 60–75 %, что выше показателей при раздельном введении азотированного феррованадия и азотсодержащих материалов.
В отличие от азотированного феррованадия, лигатура ВнАл-N имеет более низкую температуру плавления, что обеспечивает быстрое растворение в расплаве без образования тугоплавких конгломератов. Материал не требует предварительного подогрева и может вводиться непосредственно в ковшовую установку доводки стали.
Контроль качества и упаковка
Каждая партия лигатуры ВнАл-N проходит входной контроль химического состава методом атомно-эмиссионной спектрометрии. Определение содержания азота выполняется методом восстановительного плавления в инертной атмосфере. Гранулометрический состав контролируется ситовым анализом по ГОСТ 18384.
| Показатель | Марка ВнАл-N1 | Марка ВнАл-N2 | Марка ВнАл-N3 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля ванадия, % | 55–63 | 48–55 | 40–48 | ГОСТ 28051 |
| Массовая доля азота, % | 10–14 | 9–12 | 8–11 | ГОСТ 28052 |
| Массовая доля алюминия, % | 20–28 | 24–32 | 28–35 | ГОСТ 28053 |
| Фракция, мм | 10–50 | 10–50 | 5–30 | ГОСТ 18384 |
Лигатура упаковывается в стальные барабаны по 50–100 кг или мягкие контейнеры типа МКР по 500–1000 кг. Хранение осуществляется в закрытых складских помещениях при относительной влажности не более 75 %. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев с даты отгрузки.
Вопросы и ответы
Какая температура плавления лигатуры ВнАл-N?
Температура плавления лигатуры ВнАл-N составляет 1450–1650 C в зависимости от содержания алюминия. Материал растворяется в стальном расплаве при температуре 1550–1650 C в течение 3–5 минут.
Какое усвоение ванадия обеспечивает лигатура ВнАл-N?
Усвоение ванадия при введении лигатуры ВнАл-N в ковш составляет 92–97 %. Усвоение азота находится в диапазоне 60–75 %, что достигается равномерным распределением нитридной фазы в объеме лигатуры.
В каких печах можно использовать лигатуру ВнАл-N?
Лигатура ВнАл-N применяется в дуговых сталеплавильных печах, конвертерах и установках ковш-печь. Материал вводится в расплав на этапе доводки или выпуска стали.
Какие фракции лигатуры ВнАл-N доступны?
Стандартные фракции лигатуры ВнАл-N — 10–50 мм и 5–30 мм. По согласованию с потребителем возможна поставка фракции 2–10 мм для использования в системах пневмотранспорта.
