Лигатура железо FeTiAl — составная ферротитановая присадка для легирования стали
Лигатура железо FeTiAl — это комплексная ферросплавная присадка, в которой железо выступает связующей основой, титан — основным легирующим элементом, а алюминий — раскислителем и стабилизатором процесса усвоения титана. В отличие от двойных ферросплавов (FeTi), тройная система Fe–Ti–Al обеспечивает более высокую степень усвоения титана за счет связывания растворенного кислорода и азота в стальном расплаве. Применение такой лигатуры позволяет сократить расход чистого алюминия на раскисление и одновременно повысить стабильность химического состава готовой стали.
Назначение и технология ввода
Лигатура FeTiAl вводится в сталеплавильный агрегат на завершающей стадии раскисления или в ковш при внепечной обработке. Оптимальная температура расплава для ввода — 1580–1650 C. Благодаря алюминию в составе присадка активно взаимодействует с неметаллическими включениями, способствуя их коагуляции и всплыванию в шлак. Это особенно важно при производстве сталей с высокими требованиями к чистоте по оксидным включениям — например, для трубопроводных марок категории прочности К52–К65, судостроительных сталей и штрипсовых марок для спиральношовных труб.
Титан, вводимый через лигатуру FeTiAl, обеспечивает:
- измельчение зерна аустенита в низколегированных и среднеуглеродистых сталях;
- связывание азота в прочные нитриды TiN, что предотвращает деформационное старение;
- повышение ударной вязкости при отрицательных температурах до –60 C;
- стабилизацию неметаллических включений по составу и морфологии.
Химический состав и формы поставки
Содержание титана в лигатуре FeTiAl обычно составляет 30–70 %, алюминия — 5–15 %, железа — остальное. Допустимые примеси ограничены: углерод не более 0,1 %, фосфор и сера — не более 0,03 % каждого. Лигатура поставляется в виде кусков фракции 5–50 мм или в виде порошка для проволоки с порошковой начинкой. Кусковая форма применяется при загрузке в ковш, порошковая — при трайб-аппаратах для инжекционной подачи в агрегатах ковш-печь.
| Марка | Ti, % | Al, % | C, % не более | Фракция, мм |
|---|---|---|---|---|
| FeTiAl30 | 28–32 | 8–12 | 0,10 | 5–50 |
| FeTiAl40 | 38–42 | 6–10 | 0,08 | 5–50 |
| FeTiAl70 | 65–70 | 5–8 | 0,05 | 2–25 |
Преимущества перед стандартным ферротитаном
Ключевое отличие лигатуры FeTiAl от классического ферротитана ФТи35 или ФТи70 — наличие алюминия в составе, который выполняет функцию локального раскислителя в зоне растворения куска. Это снижает вероятность образования крупных скоплений оксидов титана и повышает равномерность распределения легирующего элемента по объему металла. Для производителей ответственного проката это означает более узкий разброс механических свойств в пределах плавки и снижение вероятности отбраковки по ударной вязкости.
Лигатура FeTiAl востребована в следующих производственных циклах:
- выплавка низколегированных трубных сталей в дуговых печах с внепечной обработкой;
- производство штрипса для труб большого диаметра по стандартам API 5L;
- изготовление судостроительной стали категорий A32–E36;
- выплавка атмосферостойких сталей типа 10ХНДП с микролегированием титаном;
- производство фасонного проката для мостостроения.
Условия хранения и транспортировки
Лигатура FeTiAl склонна к окислению при длительном хранении во влажной среде. Рекомендуется хранить в закрытых складских помещениях на поддонах, исключая контакт с грунтовыми водами. Срок хранения без изменения химического состава — не более 6 месяцев с даты отгрузки. При транспортировке насыпью в крытых вагонах необходимо предусмотреть защиту от атмосферных осадков. Перед загрузкой в ковш рекомендуется контрольное взвешивание и анализ влажности — содержание влаги не должно превышать 0,5 %.
Вопросы и ответы
Чем лигатура FeTiAl отличается от ферротитана ФТи?
Основное отличие — наличие алюминия в составе (5–15 %), который выполняет функцию раскислителя непосредственно в зоне растворения присадки. Это повышает степень усвоения титана и снижает расход алюминия на раскисление стали.
Какая оптимальная фракция лигатуры для ввода в ковш?
Для загрузки в ковш при внепечной обработке применяется фракция 5–50 мм. Более мелкая фракция 2–25 мм используется для порошковой проволоки при инжекционной подаче через трайб-аппарат.
При какой температуре вводится лигатура FeTiAl?
Оптимальный температурный интервал ввода — 1580–1650 C. При более низкой температуре снижается скорость растворения, при более высокой — возрастают потери титана на угар.
Какие примеси ограничиваются в лигатуре FeTiAl?
Содержание углерода ограничивается на уровне не более 0,05–0,10 % в зависимости от марки, фосфора и серы — не более 0,03 % каждого. Это обеспечивает стабильность свойств при микролегировании ответственных марок стали.
