Феррониобий FeNb65: лигатура для микролегирования стали ниобием
Феррониобий FeNb65 — ферросплав на основе ниобия с массовой долей Nb 60–70 % и железа в качестве основного элемента-основы. Выплавляется алюминотермическим способом из пирохлоровых или колумбитовых концентратов; выпускается в виде слитков, чушки или гранул фракции 2–50 мм. Стандартизация — ГОСТ 16773-2003, ISO 5453, ASTM A550. Температура плавления лигатуры — 1580–1620 C, плотность — 7,8–8,2 г/см, что обеспечивает устойчивое погружение в объём жидкого металла при вводе в ковш.
Технические характеристики FeNb65
| Показатель | Значение | Метод контроля | Влияние на плавку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Nb | 60–70 % | рентгенофлуоресцентный | основной легирующий элемент | базовая марка |
| Массовая доля Ta | 0,5 % | атомно-эмиссионный | снижение анизотропии свойств | регламентируется отдельно |
| Массовая доля Si | 2,0 % | гравиметрический | ограничение по кремнию в стали | для ответственных марок |
| Массовая доля Al | 2,5 % | титриметрический | раскисление ванны | алюминотермический процесс |
| Массовая доля C | 0,10 % | кулонометрический | углеродный баланс стали | для низкоуглеродистых марок |
| Массовая доля P | 0,05 % | фотометрический | хладноломкость | контроль по ТУ |
| Фракция | 2–50 мм | ситовой анализ | скорость растворения | по согласованию сторон |
Металлургические функции ниобия в стали
Ниобий образует карбонитриды Nb(C,N), которые тормозят рекристаллизацию аустенита и обеспечивают дисперсионное твердение при контролируемой прокатке. Ввод FeNb65 в ковш при выпуске плавки или в промежуточный ковш МНЛЗ позволяет получать стабильное зерно 8–10 баллов по ГОСТ 5639. Растворимость ниобия в аустените ограничена; при содержании 0,03–0,06 % Nb достигается эффект микролегирования без выделения крупных первичных карбидов.
Области применения FeNb65
- Микролегирование низколегированных трубных сталей класса прочности К52–К65 для магистральных газопроводов, работающих при –40 C.
- Производство высокопрочной арматуры А500С и А600С для монолитных железобетонных конструкций.
- Легирование конструкционных сталей для мостовых металлоконструкций и крановых металлоконструкций.
- Ввод в нержавеющие и жаропрочные стали для стабилизации углерода против межкристаллитной коррозии.
- Изготовление сварочных электродов и порошковой проволоки для сварки низколегированных сталей.
- Легирование литейных жаропрочных сплавов для деталей газотурбинных установок.
Технология ввода в расплав
FeNb65 вводится в ковш после раскисления алюминием при температуре металла 1580–1620 C. Усвоение ниобия составляет 90–95 % при вводе в струю при выпуске и 85–90 % при вводе в промежуточный ковш. Гранулированная фракция 2–10 мм применяется для инжекции порошковой проволокой на установках «ковш-печь». Крупные чушки 20–50 мм используются при легировании в сталеразливочном ковше с продувкой аргоном.
Вопросы и ответы
Какое усвоение ниобия обеспечивает FeNb65 при вводе в ковш?
При вводе в струю металла при выпуске усвоение достигает 90–95 %, при вводе в промежуточный ковш МНЛЗ — 85–90 %. Потери связаны с окислением ниобия и угаром на поверхности шлака.
Чем FeNb65 отличается от феррониобия FeNb50?
FeNb65 содержит 60–70 % Nb против 45–55 % у FeNb50. Более высокая концентрация снижает удельный расход лигатуры на тонну стали и уменьшает количество вносимых примесей — кремния, алюминия, углерода.
При какой температуре плавится феррониобий FeNb65?
Температура плавления составляет 1580–1620 C, что выше температуры выпуска стали из конвертера. Поэтому лигатура вводится в ковш, а не в печь, и растворяется за счёт перегрева металла и продувки аргоном.
Как хранить и транспортировать FeNb65?
Лигатура поставляется в стальных барабанах, биг-бэгах или навалом в контейнерах. Хранение — в закрытых сухих складах; при увлажнении гранулы склонны к окислению с образованием ниобатов, что снижает усвоение ниобия.
