Ферробор
Ферробор - сплав железа и бора (ферросплав), применяемый для легирования и модифицирования стали, чугуна и сплавов цветных металлов.
Состав
Ферробор содержит 6-20% бора, до 15% кремния, до 12% алюминия, примеси углерода, серы, фосфора, меди.
| Марка ферробора | B, не менее | Si | Al | C | S | P | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ФБ20 | 20 | ≤ 2 | ≤ 3 | ≤ 0,05 | ≤ 0,01 | ≤ 0,015 | ≤ 0,05 |
| ФБ17 | 17 | ≤ 3 | ≤ 5 | ≤ 0,20 | ≤ 0,02 | ≤ 0,03 | ≤ 0,10 |
| ФБ17А | 17 | ≤ 4 | ≤ 0,5 | ≤ 4 | - | - | - |
| ФБ10 | 10 | 7-15 | 8-12 | - | - | - | - |
| ФБ10А | 10 | ≤ 5 | 8-12 | - | - | - | - |
| ФБ6 | 6 | ≤ 12 | 6-12 | - | - | - | - |
| ФБ6А | 6 | ≤ 5 | 6-12 | - | - | - | - |
Получение
Ферробор может быть получен алюминотермической электроплавкой на блок. Основная часть шихты такого процесса - смесь боратовой руды и стружки вторичного алюминия. Вторая часть шихты (20-23% от общей массы) - железотермитный осадитель, состоящий из железной окалины и алюминиевой стружки. Третья часть шихты - запальная смесь, включающая в себя обожжённую боратовую руду, железную окалину и вторичный алюминий.
Плавку ведут в электропечи, футерованной углеродистой массой или магнезитом (в зависимости от марки выплавляемого сплава). Процесс можно разделить на три периода:
- образование сплава;
- восстановление оксидов;
- обработка шлака осадителем.
Ванну печи на тележке закатывают под электроды. На подину загружают запальную смесь, поджигаемую дугой. После проплавления запальной смеси на образовавшемся расплаве зажигают дугу и проплавляют первую половину основной шихты. Затем, выключив дугу, проплавляют первую половину железотермитного осадителя, выпускают шлак, закрывают летку и проплавляют вторую половину шихты и осадителя. Температура расплава составляет 2023-2053 K. По окончании процесса второй раз выпускают шлак; металл оставляют в печи до полного затвердевания.
Расход на 1 тонну сплава с 5% бора составляет:
- 1200 кг обожжённой руды;
- 500 кг вторичного алюминия в виде стружки и 60-70 кг алюминия в виде чушек;
- 130 кг стальной стружки;
- 380 кг окалины;
- 20 кг извести;
- 500 кВт*ч электроэнергии.
Извлечение бора в сплав - 60-65%.
Применение
Ферробор и другие борсодержащие лигатуры широко используются для легирования и модифицирования стали, чугуна, сплавов цветных металлов. Даже при небольших содержаниях в стали бор оказывает большое влияние на комплекс её механических свойств и позволяет экономить дефицитные легирующие элементы и энергетические ресурсы. Бор положительно влияет на прокаливаемость стали; задерживает распад аустенита в аустенитных сталях; при легировании чугуна - уменьшает выделение графита, увеличивает глубину отбела, повышает прочность и твёрдость отливок.