Preview

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Прямое микролегирование конструкционных сталей бором из оксидной системы CaO–SiO2–B2O3–Al2O3–MgO

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-280-287

Полный текст:

Аннотация

Результаты фундаментальных исследований физико-химических свойств шлаков системы CaO–SiO2–B2O3–Al2O3–MgO были положены в основу разработки технологии формирования на установках ковш-печь (УКП) борсодержащих шлаков. Рекомендованный состав ковшовых шлаков (1–4 % B2O3, 15 % Al2O3 и 8 % MgO) обеспечивает развитие процессов прямого микролегирования стали бором, низкую вязкость, не превышающую 0,32 Па∙с, и сохранение достаточно высоких рафинирующих свойств. В качестве борсодержащего сырья использовали колеманит (Турция), содержащий: 39–41 % B2O3, 26–28 % СаО, не более 5 % SiO2 и 3 % MgO. Внедрение в конвертерном цехе АО “АрселорМиттал Темиртау” разработанной технологии прямого микролегирования бором конструкционных сталей широкого марочного состава обеспечило содержание бора на уровне 0,001–0,008 %, сокращение расхода марганцевых ферросплавов с 0,3 кг/т стали 08кп до 0,8 кг/т стали 17Г1С-У, исключение присадок в ковш ферробора и плавикового шпата. Предложенный режим формирования в УКП шлаков рекомендованного состава обеспечил по сравнению с плавками текущего производства достаточно высокую степень десульфурации металла. Например, на трубной стали 17Г1С-У, несмотря на снижение расхода извести на 500 кг на плавку и сокращение времени обработки стали на УКП на 40 мин, высокая степень десульфурации, достигающая 66,7 %, обеспечивает содержание серы в металле 0,004 %. Микролегирование конструкционных сталей бором в совокупности с достаточно высокими рафинирующими свойствами обеспечило высокие прочностные свойства с сохранением пластичности.

Об авторах

А. А. Бабенко
Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук
Россия

д-р техн. наук, главный научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов

г. Екатеринбург



Л. А. Смирнов
Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук
Россия

д-р техн. наук, профессор, академик РАН, главный научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов

г. Екатеринбург



В. И. Жучков
Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук
Россия

д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов

г. Екатеринбург



Л. Ю. Михайлова
Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук
Россия

канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов

г. Екатеринбург



Список литературы

1. Углов В.А., Зайцев А.Н., Родионова И.Г. Основные направления развития металлургической технологии для обеспечения современных требований по уровню и стабильности технологических и служебных свойств стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2012. № 3. С. 85–93.

2. Шахпазов Е.Х., Зайцев А.И., Родионова И.Г. Современные проблемы металлургии и материаловедения стали // Металлург. 2009. № 4. С. 25–31.

3. Арабей А.Б. Развитие технических требований к металлу труб магистральных газопроводов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2010. № 7. С. 3–10.

4. Пилюшенко В.Л., Вихлевщук В.А. Научные и технологические основы микролегирования стали. ― М.: Металлургия, 2000. ― 384 с.

5. Голубцов В.А., Лунев В.В. Модифицирование стали для отливок и слитков. ― Челябинск-Запорожье: ЗНГУ, 2009. ― 356 с.

6. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Г. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. ― М.: Металлургия. 1986. ― 272 с.

7. Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и стали / Под ред. С.М. Винарова. ― М.: ГНТИ по черной и цветной металлургии, 1961. ― 459 с.

8. Бобылев М.В., Королева Е.Г., Штанников А.М. Перспективные экономнолегированные борсодержащие стали для производства высокопрочных крепежных деталей // Металловедение и термическая обработка металла. 2005. № 5. С. 51–55.

9. Сычков А.Б., Парусов В.В., Нестеренко А.М., Жигарев М.А. Структура и свойства катанки из борсодержащих сталей, предназначенной для изготовления сварочной проволоки // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2000. № 3. С. 48–51.

10. Левченко Г.В., Яценко А.И., Репина Н.И. Опробование технологии производства тонколистовой низкоуглеродистой стали, микролегированной бором // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2003. № 1. С. 56–59.

11. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. ― М.: Металлургия, 1986. ― 192 с.

12. Бабенко А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И. и др. Микролегирование стали бором ― перспективное направление повышения конкурентноспособности отечественной металлопродукции // Труды научно-практической конференции “Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР”. ― Екатеринбург: ООО УИПЦ, 2013. С. 162–165.

13. Кривко Е.М., Чуб П.И., Коновалов Р.П. и др. Микролегирование кипящей стали бором при восстановлении его из окислов // Разливка стали в изложницы: сб. науч. трудов НЧМ СССР. ― М.: Металлургия, 1984. С. 24, 25.

14. Бабенко А.А., Жучков В.И., Смирнов Л.А. и др. Исследование и разработка комплексной технологии производства низкоуглеродистой борсодержащей стали с низким содержанием серы // Сталь. 2015. № 11. С. 48–50.

15. Соколов Г.А. Внепечное рафинирование стали. ― М.: Металлургия, 1977. ― 208 с.

16. Чумаков С.М., Ламухин А.М., Зинченко С.Д. и др. Концепция производства низкосернистых сталей на ОАО “Северсталь” с учетом технологических аспектов // Труды VI конгресса сталеплавильщиков. ― М.: АО “Черметинформация”, 2001. С. 63–66.

17. Hongming W., Tingwang Z., Hau Z. Effect of B2O3 on Melting Temperature, Viscositu and Desulfurization Capacity of CaO – based Refining Flux // ISIJ International. 2011. V. 51. № 5. Р. 702–708.

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

19. Sharma M., Ortlepp J., Bleck W. Boron in Heat-Treatable Steels: A Review // Steel Research International. 2019. V. 90. № 11. doi org/10.1002/srin.201900133.

20. Жучков В.И., Леонтьев Л.И., Акбердин А.А. и др. Применение бора и его соединений в металлургии. ― Новосибирск: Академиздат, 2018. ― 156 с.

21. Степанов А.И., Бабенко А.А., Сычев А.В. и др. Отработка технологии микролегирования стали бором с использованием ферросиликобора // Металлург. 2014. № 7. С. 50–52.

22. Акбердин А.А., Киреева Г.М., Медведовская И.А. Влияние B2O3 на вязкость шлаков системы CaO–SiO2–Al2O3 // Известия АН СССР. Металлы. 1986. № 3. С. 55, 56.

23. Рафинирование стали в процессе CAS-OB при модификации шлака B2O3–CaO и CaF2–CaO // Новости черной металлургии за рубежом. 2008. № 3. С. 30–32.

24. Бабенко А.А., Жучков В.И., Смирнов Л.А. и др. Использование метода симплексных решеток для построения диаграмм состав–вязкость шлаков системы CaO–SiO2–Al2O3–MgO–B2O3 // Бутлеровские сообщения. 2016. Т. 48. № 11. С. 40–44.

25. Планирование эксперимента при исследовании физико-химических свойств металлургических шлаков: методическое пособие / В.А. Ким, Э.Н. Николай, А.А. Акбердин и др. ― Алма-Ата: Наука, 1989. ― 116 с.

26. Roine A. HSC 6.0 Chemistry reactions and Equilibrium Software with extensive thermochemical database and Flowshut. ― Pori: Outokumpu research Oy, 2006. ― 448 p.

27. Салина В.А., Сычев А.В., Жучков В.И., Бабенко А.А. Термодинамическое моделирование процесса десульфурации металла борсодержащими шлаками системы CaO–SiO2–Al2O3–MgO–B2O3 // Изв. вузов. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 12. С. 955–959.

28. Попель С.И., Сотников А.И., Бороненков В.Н. Теория металлургических процессов. ― М.: Металлургия, 1986. ― 463 с.

29. Бабенко А.А., Уполовникова А.Г., Жидовинова С.В., Сметанников А.Н. Влияние химического и фазового состава на вязкость шлаков системы CaO–SiO2–B2O3, содержащей 8 % MgO и 15 % Al2O3 // Бутлеровские сообщения. 2017. Т. 52. № 11. С. 96–101.

30. Бабенко А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И. и др. Результаты фундаментальных исследований ― основа создания инновационных технологических решений в ковшевой металлургии стали // Труды ХV конгресса сталеплавильщиков. ― М.: АО “Черметинформация”. 2018. С. 319–324.

31. Бабенко А.А., Сметанников А.Н., Уполовникова А.Г. Влияние основности и содержания оксида бора в шлаках системы CaO–SiO2–B2O3–Al2O3 на растворимость периклазоуглеродистых огнеупоров // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 4. С. 390–395.

32. Пат. 2562849 РФ, МПК С 21 С 7/076. Шлаковая смесь для обработки стали в ковше / А.А. Бабенко, В.И. Жучков, Е.Н. Селиванов и др. // Заявл. 06.11.2014; опубл. 09.10.2015.2015. Бюл. № 25.

33. Бабенко А.А., Жучков В.И., Акбердин А.А. и др. Исследование влияния прямого микролегирования конструкционных сталей на их структуру и механические свойства // Изв. вузов. Черная металлургия. 2020. № 9. С. 716–720.


Для цитирования:


Бабенко А.А., Смирнов Л.А., Жучков В.И., Михайлова Л.Ю. Прямое микролегирование конструкционных сталей бором из оксидной системы CaO–SiO2–B2O3–Al2O3–MgO. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021;77(3):280-287. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-280-287

For citation:


Babenko A.A., Smirnov L.A., Zhuchkov V.I., Mikhailova L.Yu. Direct microalloying of structural steels by boron from oxide system CaO–SiO2–B2O3–Al2O3–MgO. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information. 2021;77(3):280-287. (In Russ.) https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-280-287

Просмотров: 24


ISSN 0135-5910 (Print)
ISSN 2619-0753 (Online)