Лигатура бор НБ 1: состав, свойства и применение в металлургии
Лигатура бор НБ 1 — это комплексный брикетированный или таблетированный модификатор, содержащий бор в виде ферробора или борсодержащих соединений с нормированным содержанием основного элемента. В отличие от чистого бора, лигатура НБ 1 предназначена для ввода в расплав при температурах 1450–1600 C, обеспечивая контролируемое легирование и модифицирование стали и сплавов. Продукт применяется в металлургических переделах, где требуется повышение прокаливаемости, измельчение зерна и улучшение механических характеристик без образования грубых боридных включений.
Технические характеристики и состав
Лигатура бор НБ 1 выпускается в виде брикетов или таблеток с регламентированной массой, что упрощает дозирование при вводе в ковш или печь. Основные параметры:
- Массовая доля бора — 10–20 % (в зависимости от модификации);
- Массовая доля алюминия — не более 5 %;
- Массовая доля кремния — не более 3 %;
- Влажность — не более 0,5 %;
- Плотность брикета — 2,8–3,5 г/см;
- Температура начала плавления — 1250–1350 C.
Бор в составе лигатуры находится в связанном состоянии, что снижает угар при вводе в расплав и повышает усвоение элемента. Раскисление стали перед обработкой обязательно, так как кислород и азот связывают бор в нитриды и оксиды, снижая его эффективность.
Области применения
Лигатура бор НБ 1 используется в следующих металлургических процессах:
- Легирование конструкционных и низколегированных сталей для повышения прокаливаемости;
- Модифицирование высокохромистых чугунов и износостойких сплавов;
- Производство стали для нефтегазового сортамента — насосно-компрессорных труб, бурильных замков;
- Обработка расплава в ковше при внепечной обработке на установках доводки стали;
- Изготовление пружинных и рессорных сталей с повышенной упругостью;
- Модифицирование сплавов для литейных производств — корпусов арматуры, деталей насосов.
Ввод лигатуры осуществляется в ковш при выпуске металла из печи или на установке «печь-ковш» с последующим перемешиванием аргоном. Оптимальная температура расплава при вводе — 1550–1600 C. Расход лигатуры составляет 0,5–2,5 кг на тонну стали в зависимости от требуемого содержания бора (обычно 0,001–0,005 %).
Влияние на структуру и свойства стали
Бор, введённый через лигатуру НБ 1, адсорбируется на границах аустенитного зерна, снижая энергию границ и тормозя диффузионные процессы. Это приводит к:
- Повышению прокаливаемости — эффект сопоставим с вводом 0,5–1,0 % никеля или хрома;
- Измельчению действительного зерна аустенита на 1–2 номера;
- Увеличению ударной вязкости при отрицательных температурах до –60 C;
- Снижению склонности к отпускной хрупкости;
- Повышению предела текучести на 30–80 МПа без существенного снижения пластичности.
При содержании бора выше 0,007 % наблюдается образование боридной сетки по границам зёрен, что резко снижает пластичность и ударную вязкость. Поэтому дозирование лигатуры НБ 1 требует точного контроля.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание бора | 10–20 % | Спектральный анализ | Определяет расход лигатуры | Нормируется по ТУ |
| Угар бора | 15–25 % | Балансовый расчёт | Требует ввода с запасом | Зависит от раскисления |
| Усвоение бора | 75–85 % | Химический анализ проб | Определяет экономику процесса | При вводе в ковш |
| Температура ввода | 1550–1600 C | Термопара погружения | Обеспечивает растворение | Контроль обязателен |
| Фракция брикета | 10–40 мм | Ситовой анализ | Влияет на скорость растворения | По согласованию |
Условия хранения и транспортировки
Лигатура бор НБ 1 поставляется в герметичных барабанах или биг-бэгах с полиэтиленовым вкладышем. Хранение осуществляется в сухих закрытых складах при температуре не выше 30 C и относительной влажности не более 70 %. Срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления. При нарушении упаковки возможно увлажнение, приводящее к снижению усвоения бора и разбрызгиванию расплава при вводе.
Вопросы и ответы
Какое содержание бора в лигатуре НБ 1 является оптимальным для легирования стали?
Оптимальное содержание бора в стали составляет 0,001–0,005 %. При таком диапазоне достигается максимальный эффект повышения прокаливаемости без риска образования боридной сетки. Лигатура НБ 1 с содержанием бора 10–20 % обеспечивает точное дозирование.
Требуется ли раскисление стали перед вводом лигатуры бор НБ 1?
Да, раскисление алюминием или кальцием обязательно. Остаточный кислород связывает бор в оксиды, снижая его усвоение до 30–40 %. При содержании кислорода менее 0,003 % усвоение бора достигает 75–85 %.
В каких металлургических агрегатах применяется лигатура НБ 1?
Лигатура вводится в сталеразливочный ковш при выпуске плавки, на установке «печь-ковш» или в кристаллизатор при непрерывной разливке. Наиболее эффективен ввод в ковш с продувкой аргоном для усреднения состава.
Как хранить лигатуру бор НБ 1 и какой у неё срок годности?
Хранение в сухом закрытом помещении при влажности до 70 % и температуре до 30 C. Гарантийный срок — 12 месяцев. По истечении срока требуется переаттестация по содержанию бора и влажности.
