ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ БОРСОДЕРЖАЩИХ ФЕРРОСПЛАВОВ

Приведены данные по целесообразности получения и применения комплексных ферросплавов с точки зрения технологии их изготовления, применяемого сырья и взаимодействия со сталью. Обоснована необходимость получения комплексных ферросплавов с бором, показаны основные принципы определения их рационального состава. На основе изучения физико-химических свойств сплавов и особенностей их взаимодействия с обрабатываемым расплавом определены основные составы комплексных борсодержащих ферросплавов  –  ферросиликомарганецбора,  ферросиликобора,  ферросиликомарганецхромбора.  Проведено  сравнение  характеристик (температур плавления, плотности, времени плавления ферросплава в жидкой стали и др.) комплексных борсодержащих ферросплавов с наиболее применяемым ферробором, показаны преимущества комплексных сплавов. Отмечено, что в составе комплексного борсодержащего ферро-сплава (КБФ) следует иметь активные элементы (Si, Al, Ti), способствующие связыванию кислорода и азота стального расплава в прочные соединения, предотвращающие их взаимодействие с бором. Содержание бора в ферросплаве рекомендовано от 0,7 до 2  %, что позволяет увеличить количество присаживаемого в сталь КБФ и, как следствие, повысить надежность и стабильность усвоения бора. Изучение окисления борсодержащих сплавов показало, что при повышенной температуре (1430 – 1570  °С) ферросиликобор окисляется значительно меньше (в 4 – 7 раз), чем ферробор. Приведены данные о промышленной технологии получения и применения ферросиликобора при  выплавке  борсодержащей  стали  в  условиях  сталеплавильного  цеха.  Изучен  коэффициент  усвоения  бора  из  комплексных  сплавов  при  микролегировании  стали.  Использование  ферросиликобора  обеспечило  без  изменения  существующей  технологической  схемы  раскис-ления металла ферросилицием высокую степень усвоения бора в пределах 77,8 – 96,3 % (в среднем 86,6 %). При концентрации бора в  металле на установке внепечной обработки стали 0,0021 – 0,0027 %, содержание его в металле на разливке составляет не менее 0,0020  %. Установлено, что ввод бора в металл комплексным сплавом ферросиликомарганецбора увеличивает степень его усвоения по сравнению с использованием ферробора в 1,6 раза (в среднем с 48 до 77 %). 

1. Жучков В.И., Мальцев Ю.Б. Физико-химические характеристики новых комплексных ферросплавов // Сб. тр. «Физическая химия и технология в металлургии». – Екатеринбург: УрО РАН, 1996. С. 131 – 144.

2. Жучков В.И., Селиванов Е.Н., Сычев А.В. и др. Комплексные борсодержащие ферросплавы для микролегирования стали // Сб. тр. Междунар. конф. «Физико-химические основы металлургических процессов». – М.: ИМЕТ РАН, 2012. – 62 с.

3. Парфенов А.А., Топильский А.В., Друинский М.И. Суспензионная разливка 45 %-ного ферросилиция // Сб. тр. «Технический прогресс электрометаллургии ферросплавов». – Днепропетровск: ЦБТИ МЧМ УССР, 1975. С.179 – 181.

4. Манашев И.Р., Шатохин И.Н., Зиатдинов М.Х., Бигеев В.А. Особенности микролегирования стали бором и новым материалом – боридом титана // Сталь. 2009. № 10. С. 34 – 38.

5. Heckmann C.J., Ormston D., Grimpe F. Development of low carbon Nb-Ti-B microalloyedsteels for high strength large diameter linepipe // Ironmaking and Steel-making. 2005. Vol. 32. No. 4. P. 337 – 371.

6. Upadhyaya N., Pujara M.G., Sakthivelb T. etc. Effect of addition of boron and nitrogen on the corrosion resistance of modified 9Cr -1Mo ferritic steel // Procedia Engineering. 2014. No. 86. P. 606 – 614.

7. Zhang Ya-long, Zhang Ying-yi1, Yang Fei-hua, Zhang Zuotai. Effect of alloying elements (Sb, B) on recrystallization and oxidation of Mn-containing IF steel // Journal of iron and steel research, international. 2013. No. 3. Vol. 20. P. 39 – 44.

8. Kyung Chul Choa, Dong Jun Munb, Yang Mo Koob, Jae Sang Leeb. Effect of niobium and titanium addition on the hot ductility of boron containing steel // Materials Science and Engineering A. 2011.Vol. 528. P. 3556 – 3561.

9. Loґpez-Chipresa E., Mejıґa I., Maldonado C. etc. Hot flow behavior of boron microalloyed steels // Materials Science and Engineering A. 2008. Vol. 480. P. 49 – 55.

10. Stumpf W., Banks K. The hot working characteristics of boron bearing and conventional low carbon steel // Materials Science and Engineering A. 2006. Vol. 418. Р. 86 – 94.

11. Fujishizo T., Haza T., Tezada E. etc. Application of B-added low carbon bainite steels to wall x80 line pipe ultralow temperature use // Dzaizo to Prosesu: CAMP JSJJ. 2009. 22. P. 640.

12. Овчинников Д.В., Софрыгина О.А., Жукова С.Ю. и др. Влияние микролегирования бором на структуру и свойства высокопрочных труб нефтяного сортамента // Сталь. 2011. № 4. С. 64 – 69.

13. Бигеев А.М., Бигеев В.А. Металлургия стали. – Магнитогорск: МГТУ, 2000. – 544 с.

14. Голубцов В.А. Теория и практика введения добавок в сталь вне печи. – Челябинск, 2006. – 421 с.

15. Научные и технологические основы микролегирования стали / В.Л. Пилющенко, В.А. Вихлевчук, М.А. Поживанов, С.В. Лепорский. – М.: Металлургия, 1994. – 384 с.

16. Lukin S.V, Zhuchkov V.I., Vatolin N.A. The surface tension, density and oxidation kinetic of Fe-Si-B alloys // Journal of the Less-Common Metals.1979. Vol. 67. P. 399 – 405.

17. Ким А.С, Заякин О.В., Акбердин А.А., Концевой Ю.В. Получение и применение новых комплексных борсодержащих ферро-сплавов // Электрометаллургия. 2009. № 12. С. 21 – 24.

18. Zhuchkov V.I., Andreev N.A. Development of new ferroalloys with chromium // Proceeding of the XIV INFACON. Vol. II. Ukraine, Kiev, May 31– June 4, 2015. P. 407 – 413.

19. Потапов А.И., Семин А.Е. Технологические особенности легирования стали бором // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 9. С. 68 – 69.

20. Сиротин Д.В. Эффективность повышения качества стали за счет микролегирования. – Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2013. – 50 с.