158215. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú acél, öntöttvas és fém előállítására olvasztott mész bélésanyag alkalmazásával
3 158215 4 A CaO kiváló kémiai hatása és fém-salak érintkezési felület növelése miatt már közel 100 évvel ezelőtt S. G. Thomas is felivetette a konverterek égetett mésszel történő kifalazását. A kísérletek azaniban a gyenge tűzállóságú égetett mész miatt eredménytelenek maradtak. Kb. 5 éve ismeretes a nyugatnémet irodalmi közlemények alapján az olvasztott kristályos mész, amely jól alkalmazható tűzálló bélésként. Tiszta állapotban olvadáspontja 2570 C és a hidratizációra kevésbé érzékeny, mint az égetett ínész. Eljárásunk lényegét az a felismerés képezi, hogy a megfelélő szemnagyságú olvasztott mész alkalmazása tűzálló falazatként a CaO tartalmú reakciófelület megnövelése révén, különlegesen kis (0,001—0,004%) kéntartalmú és eddig csak különleges eljárásokkal elérhető kis oxigén tartalmú acél, öntöttvas, vagy fém állítható elő. Az eljárás az elektro íwkemencében a szemynyező elemek gyors eltávolítását eredményezi, az acélgyártásban a redukáló salak alatti kikészítési szakasz rövidíthető és az adagidő ezáltal 20—30%rtkal csökkenthető. Indukciós kemencében olyan különleges vegyi összetételű és tulajdonságú temperöntvény gyártható, amelynél a jelenleg alkalmazott temperálási időszükséglet kb. 40%-kal csökkenthető. Gömbgrafitos öntöttvas gyártáshoz alkalmazva elhagyható a fémmagnéziumos kezelés. Bázisos kúpolókemence salakzóna medence rész, vagy az előgyűjtő falazatként alkalmazva erősen kéntelenített '0,010—0,020% S tartalmú különleges öntött vasak gyártásához. Az eljárás alkalmazásának elméleti indoklását az alábbi kémiai reakciók adják. Foszfortalanítás 2 [P] + 5 [O] + 3 (CaO) — 3 (CaO-P2 0 5 ) Az 1600 C°-on kb. 34% CaO-al telített vasoxid salak esetében a foszfortalanításra a következő egyensúlyi állandót határozták meg: [P]2.[0]5 = 3,33-10-n (Fischer és Ende) 1600 C°-^on. Mivel az ilyen salak alatt az acélolvadékban 1600 C°<-on 0,10% az oxigéntartalom, az egyensúlyi állapotnak megfelelő foszfortartalom : 1.8-10-3% = 0,0018%. Kéntelenítés Szilárd égetett mész alatt a következő reakció szerint: [S] + [€] + (CaO) szil--* (GaS) szil + /CO/ gáz. A folyamatra vonatkozó egyensúlyi állandó K = f£ •% [C]-lfg .% [S] K értéke 1600 C°-on 0,0135 ± 0,0015. 5 C C A f c és f s faktorok értéke 1600 C°-on és 0,2—2% C tartalom mellett ismeretes alábbi értékű 10 C C f c = 1.604 f s = 1,40. Az értékeket behelyettesítve 1% karbon tartalmú ötvözetlen acélban az egyensúlyi állapot-15 nak megfelelő kéntartalom 0,0135 0,0135 % [S] = —c C~" = L60TT;40= °'006 °/O fc -f s -1 20 Folypát tartalmú salaik alkalmazásával az egyensúlynak megfelelő kéntartalom, a negyedrészére 0,0015%-ra csökkenthető, feltéve, hogy az acél jól dezoxidált állapotban van. ^5 - Dezoxidálás A mésztégelyben gyártott acélokban a dezoxidálást különösen jó eredménnyel lehet elvégezni, mert a keletkezett Si02 a CaO-dal stabil mész-30 szilikátok alakjában kötődik. A folyamat egyszerűsítve : (Si02 ) + (CaO) ^-* (CaO • Si02 ) 35 A mésztégelyben a szilícium dezoxidálási fo- ' lyamat egyensúlyi állandója K sf° = % tsi ]'% f°]2 = z-3 -1 «" 7 míg savas bélés esetén 40 gin KSi 2 = % [Si]-% [OP = 2.8-10-5 tehát egy ötvözetlein 0,40% Si tartalmú acélban . oldott oxigén mennyisége mésztégely esetén 2.3 -MT7 45 % [O] =—— = 7.6-10-* míg savas bélés esetén 2.8-10-5 % [O] =—--— = 8.4-10-3 50 A keletkezett szilikátok gyorsabban válnak ki az acélból, mint a szokásos acélgyártásban. Eljárásunkkal az ívlkemenoéket is alkalmassá „ lehet tenni nagytisztaságú kis kén és oxdgéntiamtaUmú acélok és öntöttvasak előállítására. Ennek érdekében a 'kememceifenék acéllal és salakkal érintkező mészét olvasztott mészből döngölt béléssel látjuk el és ezzel biztosítjuk, hogy a folyékony acél a gyártás során csak szilárd CaO-dal, illetve a gyártásihoz szükséges CaO tartalmú sáliakkal érintkezzen, A fenék készítéséhez szükséges kristályos meszet esetünkben ívkemenoében állítattuk elő. 65 A megolvasztott kristályos meszet (1. ábra) a í
