Феррониобий ФНб-58: лигатура для микролегирования ниобием
Феррониобий марки ФНб-58 — лигатура на основе ниобия, применяемая для введения ниобия в жидкую сталь при внепечной обработке. Массовая доля ниобия в сплаве составляет 55–60 %, что обеспечивает высокую эффективность усвоения элемента при легировании. Выпускается в виде слитков, чушки или гранул с регламентированным фракционным составом. Температура плавления находится в диапазоне 1550–1600 C, что сопоставимо с температурой расплава стали и обеспечивает быстрое растворение лигатуры в ковше.
Основное назначение ФНб-58 — микролегирование низколегированных и легированных сталей для формирования ниобиевых карбонитридов Nb(C,N), тормозящих рост аустенитного зерна при горячей деформации. Введение ниобия в количестве 0,02–0,06 % повышает предел текучести, улучшает ударную вязкость при отрицательных температурах и снижает склонность к хрупкому разрушению. Лигатура применяется при производстве трубных марок стали, конструкционного проката и штрипса для магистральных газопроводов.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Nb | 55–60 % | Рентгенофлуоресцентный анализ | Определяет расход лигатуры | Основа сплава |
| Массовая доля Si | 3,0 % | Спектральный анализ | Влияет на раскисление | Ограничивается по ТУ |
| Массовая доля Al | 2,0 % | Атомно-эмиссионный анализ | Контроль неметаллических включений | Регламентируется |
| Массовая доля C | 0,10 % | Сжигание в кислороде | Минимизация науглероживания | Критично для трубных сталей |
| Фракция | 10–50 мм | Ситовой анализ | Скорость растворения в ковше | По согласованию |
| Температура плавления | 1550–1600 C | Термический анализ | Усвоение при выпуске | Справочно |
Области применения
- Микролегирование трубных сталей классов прочности К52–К65 для магистральных газопроводов.
- Производство штрипса и рулонного проката на станах горячей прокатки.
- Введение ниобия в конструкционные стали для снижения температуры перехода в хрупкое состояние.
- Обработка стали в агрегатах «ковш-печь» и на установках вакуумирования.
- Легирование коррозионностойких и жаропрочных сплавов на никелевой основе.
- Производство высокопрочного крепежа и деталей для горно-металлургического оборудования.
Технология ввода в расплав
Феррониобий ФНб-58 вводится в ковш при выпуске стали из конвертера или электропечи, либо в процессе доводки на агрегате «ковш-печь». Оптимальный температурный интервал расплава — 1580–1620 C. Расход лигатуры рассчитывается исходя из требуемой концентрации ниобия с учётом коэффициента усвоения 90–95 %. Для равномерного распределения элемента рекомендуется присадка в струю металла при выпуске или через трайб-аппарат при обработке на УВС. Предварительный нагрев лигатуры не требуется, однако фракция 10–50 мм обеспечивает более стабильное растворение по сравнению с крупными слитками.
Вопросы и ответы
Каков коэффициент усвоения ниобия из ФНб-58 при внепечной обработке?
Коэффициент усвоения составляет 90–95 % при вводе в ковш с температурой расплава 1580–1620 C. Снижение температуры ниже 1560 C приводит к неполному растворению и увеличению расхода лигатуры.
В каких сталях применяется микролегирование ниобием через ФНб-58?
Лигатура используется для трубных сталей классов К52–К65, конструкционного проката, штрипса для газопроводов, а также высокопрочного крепежа. Введение 0,02–0,06 % Nb обеспечивает формирование карбонитридов, тормозящих рост зерна.
Как рассчитывается расход ФНб-58 для получения заданной концентрации ниобия?
Расход определяется по формуле: масса лигатуры равна требуемой массе ниобия, делённой на массовую долю Nb в сплаве и умноженной на коэффициент усвоения. При содержании 58 % Nb и усвоении 93 % для введения 0,04 % Nb в 300 т стали требуется около 222 кг лигатуры.
Какие примеси ограничиваются в ФНб-58 и почему?
Регламентируется содержание кремния ( 3,0 %), алюминия ( 2,0 %) и углерода ( 0,10 %). Повышенный углерод недопустим для трубных сталей, склонных к образованию карбидной сетки, а кремний и алюминий влияют на чистоту стали по неметаллическим включениям.
