Национальная металлургическая академия Украины, Днепр, Украина:

Ю. А. Бубликов, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: yuriy.bublikov@gmail.com
А. В. Ивченко, канд.техн.наук, старший научный сотрудник

ООО «Baku Non Ferrous and Foundry Company», Сумгаит, Азербайджан:
О. В. Зуев, директор

ООО НПП «Васильковский рудовосстановительный завод», Днепр, Украина:
А. В. Андрюшкин, главный технолог

Рассмотрены и проанализированы существующие способы раскисления и легирования стали алюминием. Предложены наиболее перспективные методы ввода алюминия в железоуглеродистый расплав, позволяющие значительно повысить коэффициент его полезного использования. На основании анализа данных по усовершенствованию формы и конструкции алюминиевой чушки путем применения утяжелителей из чугуна и стали в различных вариантах выбрана и описана технология получения биметаллической алюминиево-железной чушки со смещенным центром тяжести, что позволит уменьшить контактную поверхность взаимодействия с атмосферным кислородом и тем самым повысить усвоение алюминия за счет реализации эффекта «ванька-встанька». На основании промышленного опробования в условиях ООО МЗ «Днепросталь» при предварительном раскислении расплава на выпуске из электродуговой печи в ковш акцентировано внимание на преимуществах применения фракционированных комплексных сплавов системы Fe – Al – Si взамен вторичного чушкового алюминия с коэффициентом замены 1:1,25, что позволило увеличить степень использования алюминия более чем на 40 %. Описаны механизмы процесса самопроизвольного разрушения сплавов системы Fe – Si, по аналогии с которыми выделены области существования ξ-фазы в тройной системе Fe – Al – Si, и с учетом теории охрупчивания интерметаллидов предложено технологическое решение по стабилизации ферросиликоалюминия от саморассыпания при длительном хранении в любых погодных условиях и широком диапазоне концентраций путем модифицирования сплава лигатурой на основе редких цветных металлов. Для этих целей в условиях ООО НВП «Васильковский рудовосстановительный завод» выплавлена опытно-промышленная партия комплексного алюминиево-кремнистого сплава на железной основе (~30 % Al, ~15 % Si, ост – Fe) в индукционной печи с применением модифицирующей добавки.

1. Гасик М. И., Емлин Б. И. Электрометаллургия ферросплавов : учебник для вузов. – Киев : Вища школа. Головное издательство, 1983. – 376 с.
2. Елютин В. П., Павлов Ю. А., Левин Б. Е., Алексеев Е. М. Производство ферросплавов : учебное пособие. – М. : Металлургиздат, 1957. – 436 с.
3. Щедровицкий Я. С. Сложные кремнистые ферросплавы. – М. : Металлургия, 1966. – 175 с.
4. Хан Б. Х. Раскисление, дегазация и легирование стали. – М. : Металлургия, 1960. – 237 с.
5. Ascik J. J. Deoxidation and degasification practice for basic electric furnace alloy steels // Journal of the minerals, metals and materials society. 1953. No. 8. P. 986–990.
6. Чипман Д., Херти С. Х., Ларсен В. М. Мартеновское производство стали (основной процесс). – М. : Металлургиздат, 1947. – 728 с.
7. ГОСТ 295–98. Алюминий для раскисления, производства ферросплавов и алюминотермии. – Введ. 01.07.2001.
8. Шешуков О. Ю. Использование ферроалюминия для раскисления стали // Сталь. 2004. № 9. С. 26–27.
9. Yi Han, Chunyan Ban, Haitao Zhang, Hiromi Nagaumi, Qixian Ba, Jianzhong Cui. Investigations on the solidification behavior of Al-Fe-Si alloy in an alternating magnetic field // Materials Transactions. 2006. Vol. 47. No. 8. Р. 2092–2098.
10. Мухамбетгалиев Е. К., Рощин В. Е., Байсанов С. O. Аналитические выражения металлической системы Fe-Si-Al-Mn и фазовый состав алюмосиликомарганца // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 7. С. 564–571.
11. Baisanov S. O., Baisanov A. S., Shabanov Ye. Zh., Mukhambetkaliyev Ye. K. Development of smelting technology of complex ferroalloy with the use of high-ash coals // Theoretical and Practical Conference with International Participation and School for Young Scientists. 2019. Р. 46–53.
12. Issagulov A. Z., Chekimbayev A. F., Makayev T. S., Babenko A. A. Studying the Fe-Al-Si system in relation to ferrosilicon-aluminum alloy crystallization // Journal Metalalurgia. METABK. 2020. No. 59, Iss. 1. P. 81–84.
13. Gasik M., Dashevskiy V., Bizhanov A. Ferroalloys: theory and practice. Topics in mining // Metallurgy and Materials Engineering. 2020. – 531 p.
14. Пат. 2310006 РФ. Ферроалюминий для раскисления стали в виде кусков / О. Ю. Шешуков, В. И. Жучков, Л. И. Леонтьев, Л. А. Маршун ; опубл. 10.11.2007, Бюл. № 31.
15. Пат. 32067 UA. Сплав вторинного алюмінію для комплексного розкислення сталі – сіфераль / С. Г. Арих, П. М. Семенченко, І. В. Паренчук, Б. Ф. Бєлов, А. І. Троцан, С. О. Фірстов, В. В. Паренчук, В. Д. Шепель, В. В. Синельников, О. В. Ватлецов ; заявл. 19.10.2005 ; опубл. 12.05.2008, Бюл. № 9.
16. Макаев Т. С. Исследования и технология выплавки ферросилиция из сырья Куу-Чекинского угольного мес то рождения : дис. … докт. филос. наук. – Караганда, 2020.

17. Пат. 57745 РФ. Чушка для раскисления стали алюминием / В. М. Машинский, В. П. Комшуков, В. В. Соколов, А. И. Казьмин, В. Г. Переходов, Б. Е. Янак ; опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30.
18. Пат. 59212 UA. Чушка для роскислення сталі алюминиєм / О. І. Сєров, Ю. Г. Ярославцев ; опубл. 15.08.2003, Бюл. № 8.
19. Пат. 2152440 РФ. Чушка для раскисления стали алюминием / Н. С. Анашкин, С. Н. Хитрых, А. П. Некрасов, Н. А. Козырев, Ю. М. Маматов ; опубл. 10.07.2000, Бюл. № 19.
20. Пат. 1089147 СССР. Способ раскисления стали алюминием и чушка для раскисления / А. Ю. Никулин, Т. А. Рехвиашвили, В. И. Ишимов, В. П. Ногтев, Н. Ф. Бахчеев, В. Ф. Коротких, А. И. Агарышев, М. И. Крице вец, Н. Н. Шакиров, О. Н. Николаев ; опубл. 30.04.1984, Бюл. № 16.
21. Пат. 83414 UA. Чушка біметалічна для розкислення сталі / М. О. Мухін, Ю. О. Бубликов, О. В. Івченко ; опубл. 10.09.2013, Бюл. № 17.
22. Исагулов А. З., Макаев Т. С., Квон Св. С., Куликов В. Ю., Щербакова Е. П. Исследование влияния режима обработки стали ферросиликоалюминием на ее металлургические свойства // Вестник ИГТУ. 2020. № 24(1). С. 208–219.
23. Катаев В. В., Шешуков О. Ю., Ермакова В. П., Смирнова В. Г., Конашков В. В., Маршук Л. А. Разработка состава, технологии получения и исследование литого жаростойкого Fe-Al-сплава // Новости материаловедения. Наука и техника. 2014. № 2. С. 1–11.
24. ГОСТ 1415–93. Ферросилиций. Технические требования и условия поставки. – Введ. 01.01.1997.
25. Поволоцкий В. Д., Комиссаров Т. А., Минаев В. М. Изучение причин рассыпаемости ферросилиция // Известия вузов. Черная металлургия. 1987. № 8. С. 31–35.
26. Magnusson Th., Sinfusson Th., Helgason O. Phase stability in silicon rich ferrosilicium. 8th internation ferroaloys congress proceedings // China Science, Technology Press. 1998. P. 110–115.
27. Струков И. Н., Гельд П. В. Влияние превращения лебоита на стойкость ферросилиция / Физика металлов и металловедение. 1956. Вып. 3. С. 564–565.
28. Жунусов А. К., Толымбекова Л. Б., Бакиров А. Г., Нургалиев А. К., Нургалиев М. Н. Анализ производства железоалюминиевых сплавов // Наука и техника Казахстана. 2016. № 3-4. С. 62–66.
29. Нестеренко Т. М., Нестеренко О. М., Колобов Г. О., Грицай В. П. Виробництво алюмінієвих сплавів з рудної та вторинної сировини: навч. посіб. – К. : Вища школа, 2007. – 207c.
30. Чуистов К. В. Упорядочение и распад в пересыщенных твердых растворах. – К. : РИО ИМФ, 1999. – 215 с.