УДК 548.736.332:669-154+548.736.332:537.533.35+669-154
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛЮОРИТСОДЕРЖАЩИХ ФЛЮСОВ МЕТОДОМ РАСТРОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ
© Токовой Олег Кириллович, д-р техн. наук, проф., акад. РАЕН
Южно-Уральский государственный университет. Россия, Челябинск. E-mail: otok@mail.ru Статья поступила 02.10.2013 г.
Методом растровой электронной микроскопии исследовали флюсы, используемые в ЭСПЦ-6 ОАО «ЧМК» для наводки рафинировочного шлака в сталеразливочном ковше при внепечной обработке коррозионностойкой стали на АКОСе. Изучены три вида флюса, содержащие плавиковый шпат: флюоритовые брикеты ФБ 85 (ТУ 48-15-29-91) и флюоритовые концентраты ФК 85 и ФК 92 (ГОСТ 29220-91). Исследовали средний химический состав образца и его отдельные фрагменты. Установлено, что для вне-печной обработки низкоуглеродистой нержавеющей стали наиболее целесообразно применение флюоритового концентрата ФК 92 с высоким содержанием основного элемента и низким (менее 3%) содержанием углерода.
Ключевые слова: флюорит; коррозионностойкая сталь, внепечная обработка, электронная микроскопия.
При внепечной обработке коррозион-ностойких сталей 03Х18Н10 и 08Х18Н10Т углерод ухудшает служебные свойства изделий или обусловливает необходимость повышать содержание в металле титана по известному со-отношению1, 2.
Одним из шихтовых материалов, используемых при внепечной обработке и вносящих в металл углерод, является флюоритсодержащий флюс. При производстве коррозионностойкой стали в ЭСПЦ-6 ОАО «Челябинский металлургический комбинат» для наведения основного шлака в сталеразливочном ковше при обработке стали на АКОСе используются три вида флюса, содержащих плавиковый шпат: флюоритовые брикеты ФБ 85 (ТУ 48-15-29-91) и флюоритовые концентраты ФК 85 и ФК 92 (ГОСТ 29220-91).
Основным компонентом флюоритовых брикетов является плавиковый шпат в виде флюо-ритового концентрата. В соответствии с техническими условиями флюоритовые брикеты ФБ 85 должны применяться в качестве флюса при выплавке средне- и низколегированных сталей. Химический состав брикетов и концентратов, в пересчете на сухое вещество, представлен в таблице.
Плавикошпатовые концентраты поставляются в виде продуктов гравитационного обогащения или в виде кускового сортированного концентрата. Концентрат подразделяется на марки
в зависимости от содержания основного компонента и примесей (см. таблицу). В соответствии с ГОСТ 29220-91 флюоритовый концентрат ФК 92 применяется в качестве флюса при выплавке низкоуглеродистой стали, а ФК 85 - при выплавке средне- и низколегированных сталей в электропечах и конвертерах. Содержание углерода в брикетах и концентратах не оговаривается. Кремний является вредной примесью, снижающей рафинировочные свойства шлака, поэтому основной целью работы было исследование этих материалов, в том числе и содержания углерода в них.
Из образцов флюоритового брикета ФБ 85 и флюоритовых концентратов ФК 85 и ФК 92 были изготовлены шлифы. На растровом электронном микроскопе JEOL JSM-6460LV с энергодисперсионным спектрометром фирмы Oxford Justruments в Южно-Уральском государственном университете исследовали химический состав образца в плоскости шлифа и его отдельные фрагменты.
Химический состав брикетов и концентратов
Массовая доля,%
Марка брикета (концентрата) CaF2, не более
не менее SiO2 S P
ФБ 85 85 5,5-7,0 0,2-0,35 0,12
ФК 85 85 10 0,3 0,3
ФК 92 92 5 0,2 0,2
1 Поволоцкий Д.Я., Гудим Ю.А. Производство нержавеющей стали. Челябинск : ЮУрГУ, 1998. 236 с.
2 Бабаков А.А., Приданцев М.В. Коррозионностойкие стали и сплавы. М. : Металлургия, 1971. 320 с.
Элемент C O F Ca Всего
Мас. % 2,64 1,65 44,47 51,24 100
Элемент С О Б Мв А1 Б1 К Са
Мас. % 11,55 14,89 38,94 0,33 1,01 1,02 0,47 31,78
Рис. 1. Зерно флюорита в брикете ФБ 85 и его химический состав (спектрограмма)
Рис. 2. Структура и химический состав (спектрограмма) брикета флюорита ФБ 85
Элемент С О Б А1 Б1 Са Бе Всего
Мас. % 2,93 21,91 20,91 0,46 22,9 30,11 0,78 100
Элемент С О Б Б1 Са Всего
Мас. % 2,86 3,01 51,14 1,46 41,54 100
Рис. 3. Структура и химический состав (спектрограмма) флюоритового концентрата ФК 85
Рис. 4. Структура и средний химический состав (спектрограмма) флюоритового концентрата ФК 92
Флюоритовый брикет состоит из зерен флюорита (рис. 1) и связки. Среднее содержание фтористого кальция в нем по данным спектрального анализа составляет 70-71% (рис. 2). В брикете содержится 9,9-11,6% углерода. Зерна плавикового шпата в брикете (см. рис. 1) состоят практически из чистого флюорита (СаБ2 « 96%).
Спектральный анализ флюоритового концентрата ФК 85 показал (рис. 3), что содержание фто-
ристого кальция в нем составляет в среднем около 51%, а содержание углерода не превышает 3%. Во флюоритовой основе содержится около 95% СаБ2; имеются силикатные участки, состоящие ^ из 80% 8Ю2, и мелкие вкрапления оксидов желе- ™ за. Состав вкраплений флюорита в концентрате ^
ФК 85 (мас. %) следующий: С 2,27; О 2,07; Б 38,13; *
Б1 0,4; Са 57,14. ¡1
Во флюоритовом концентрате ФК 92 содер- Ц
<
жание основного компонента составляет 92-93%, |
при этом содержание углерода не превышает 3% (рис. 4). Флюоритная основа куска - 98% СаБ2. Имеются небольшие вкрапления практически чистых силикатов.
Сопоставляя полученные данные. следует отметить, что во флюоритовых брикетах достаточно высокое (70-71%) содержание флюорита, однако в связке зерен содержится углерод. В результате общее содержание углерода в брикете составляет 9,9-11,6%, что не позволяет рекомендовать его использование при производстве низкоуглеродистой нержавеющей стали.
Во флюоритовом концентрате ФК-85 содержание углерода достаточно низкое, однако содержание основного элемента в нем не превышает 51%. Кроме того во флюоритовой основе имеются значительные вкрапления силикатов, введе-
ние которых в шлак ухудшает его рафинирующие свойства.
Заключение. Наиболее высококачественным флюсом является флюоритовый концентрат ФК 92, в котором по данным спектрального анализа содержание фтористого кальция близко к нормативному при низком содержании углерода. Этот материал в наибольшей степени соответствует требованиям, предъявляемым к флюсам, для использования при внепечной обработке низкоуглеродистой коррозионностойкой стали.
Исследование выполнено в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы», контракт № 14.574.21.0054.
INVESTIGATION OF FLUORITE-CONTAINING FLUXES BY SCANNING ELECTRON MICROSCOPY
©Tokovoi O.K., Dr Sci. (Eng.), prof.
By scanning electron microscopy there were investigated fluxes used at EAFP-6 of "ChMP" for formation of refining slag in a ladle during secondary treatment of stainless steel by AKOS. Three types of flux containing fluorspar fluorite briquettes FB 85 (TU 48-15-29-91) and fluorite concentrates FC 85 and FC 92 (GOST 29220-91) are studied. The average chemical composition of the sample and its fragments are investigated. It is shown that for the secondary treatment of low-carbon stainless steel is most suitable fluorite concentrate FC 92 with a high content of the basic element and low (less than 3%) carbon content.
Keywords: fluorite; stainless steel; secondary treatment; electron microscopy.
ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИЯ
Поставки металла ООО «Мечел-Сервис» на строительство нового Бугринского моста в Новосибирске
Металлоторговая компания «Мечел-Сервис», входит в Группу «Мечел», сообщает о поставках металла для строительства Бугринского моста, открытого для движения в Новосибирске.
Всего Новосибирский филиал «Мечел-Сервис» поставил на строительство Бугринского моста около 1 тыс. т арматуры, 150 т проволоки и сетки и 140 т фасонного проката. Также поставлялись труба, ВР-1 и профлист. В целом, с начала текущего года Новосибирский филиал «Мечел-Сервис» отгрузил потребителям более 118 тыс. т металлопродукции.
Автомобильный мост через реку Обь в Новосибирске с самым большим в России арочным пролетом длиной 380 м был открыт для движения 8 октября. В торжественной церемонии принял участие Президент РФ Владимир Путин.
Бугринский мост через Обь — стратегически важный объект для Новосибирска, так как два существующих моста исчерпали свою пропускную способность. Длина нового моста с подъездными путями составляет 5,82 км, пропускная способность — 60 тыс. автомобилей в сутки.
«Развитие транспортной и дорожно-мостовой инфраструктуры является одним из приоритетных направлений деятельности администрации Новосибирской области. Новосибирский филиал «Мечел-Сервис» пользуется заслуженным уважением среди своих клиентов и, я уверен, что данное подразделение будет и в дальнейшем обеспечивать их современной и качественной металлопродукцией, произведенной на предприятиях Группы «Мечел»», — отметил генеральный директор ООО «Мечел-Сервис» Леонид Полянский.
Отдел рекламы и связей с общественностью ООО «Мечел-Сервис»
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.