Аннотация. 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 ферросплава (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 раскисления 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 %).
The main product of ferroalloy plants is standard ferroalloys. They often do not have all the necessary service characteristics and are not very suitable for metal processing in a ladle. The developing progressive technology of steelmaking is forced to adapt to the existing range of ferroalloys, the standards for which have not been updated for 50 years or more. In addition, in recent years, the sources and markets of ferroalloy raw materials have changed, and their quality and content of leading elements have decreased. This makes it difficult or excludes the possibility of obtaining ferroalloys according to existing standards. In this regard, the production of more efficient ferroalloys of a new generation is required, suitable for progressive processes in the developing areas of ferrous and non-ferrous metallurgy 795 and smelted from non-traditional types of domestic ore raw materials. These include complex or multicomponent ferroalloys containing, in addition to iron, two or more functional elements. Complex ferroalloys should be created in the most favorable combinations of component. It contributes to the necessary effective impact on the iron-carbon melt with a high degree of assimilation of useful elements in it. The creation of scientific foundations for the formation of new compositions of multicomponent ferroalloys with high consumer properties, and the development of physicochemical processes for obtaining these alloys from unconventional ore raw materials contributes to solving the problems of developing compositions of effective new generation ferroalloys and expanding the ore base of ferroalloy production. When using the developed method of designing the composition of complex ferroalloys using unconventional raw materials, melting technologies were developed; various alloys of the systems were obtained and applied on a laboratory and industrial scale: Fe – Si – Cr, Fe – Si – B, Fe – Si – Ba – Ca, Fe – Si – Al – Nb, Fe – Si – Ca – Mg, Fe – Si – V – Ca – Mn, Fe – Si – Al.
On the basis of literature and our own data, the effect of boron on characteristics of all stages of metallurgical processes (from sintering, smelting of cast iron and ferroalloys, to steel production) and on the properties of the resulting slag and metal was studied. To intensify the pellets hardening at the stage of liquid-phase sintering and to improve their metallurgical properties, it is sufficient to have 0.20 – 0.35 % of boron oxide in them. According to the laboratory studies, the presence of boron oxide in pellets increases their compressive strength by 1.5 – 1.7 times and hot strength by 3 – 4 times. While studying the mechanism and kinetics of sulfur removal, it was shown that the presence of boric anhydride significantly intensifies processes of pellets desulfurization. Their intensive progress goes to the zones of lower temperatures of 1050 – 1100 °С. To increase the sinter strength characteristics, it is possible to add B2O3 to the charge. The introduction of 0.44 % of B2O3 does not affect the sinter abrasion. The content of fines (0 – 5 mm) in comparison with the base sample is reduced by 1.5 times. The use of boron pellets in blast-furnace smelting makes it possible to increase the basicity of the final slag from 1.10 to 1.16. In this regard, the sulfur distribution coefficient increases from 48 to 74. The sulfur content in cast iron decreases by 0.005 %. The possibility of using boron and its compounds to improve the technical and economic indicators of production and the quality of pellets, sinter and cast iron is shown on the base of the presented theoretical, laboratory-experimental and industrial data.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.