180448. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 20 ppm alatti oxigén és 100 ppm alatti kéntartalmú acél előállítására
3 180448 4 C Az exogén zárványoktól való mentesség biztosítására végzett eddigi kutatások eredményeként ezek csak ritkán, elenyésző mennyiségben találhatók az acélban. Előfordulásuk ma is selejthez vagy erősen csökkent használati érték- ' 5 hez vezet. Ezek a kutatások főleg a tűzálló anyagok és a folyékony acél között végbemenő reakciók vizsgálatával foglalkoztak, és olyan tűzálló anyagok kidolgozására vezettek, melyek lehetővé teszik ezen reakciók messzemenő elke- 10 rülését, épúgy, mint az erózió útján keletkező exogén zárványok keletkezését. .. Az endogén oxid-_és szulfidzárványok menynyiségét a késztermékek összes oxigén- és kéntartalmával, valamint a zárványetalonokkal mé- 15 rik. A ma gyártott acélok összes oxigéntartalma 20—300 ppm között, S-tartalma, 0,010—0,040% között van, az alkalmazott dezoxidációs és kéntelenítési eljárástól függően. A csak Mn-nal történő dezoxidáció esetén az összes oxigén 20 200—400 ppm között, a Mn-nal és Si-mal történő dezoxidáció esetén 100—200 ppm között van. Eközben a dezoxidációnál használt fém vesztesége 40—60%. Al-mal történő dezoxidáció esetén az acél összes oxigéntartalmát 40—60 25 ppm-re lehet csökkenteni, miközben az Al-veszteség 70—90%. Az összes oxigéntartalom további csökkentése az Al-nál erősebb dezoxidálószerek segítségével lehetséges. A gyakorlat jelenleg erre a 30 célra Ca, Mg és ritka földfémeket tartalmazó reagenseket használ. Ilyen dezoxidáló szerekkel az acél összes oxigéntartalmát 20 ppm alá lehet csökkenteni, sőt az acél kéntartalmával is reakcióba lépnek és elegendő salak jelenlétében az 35 acél kéntartalma is csökkenthető. Amíg a Mn-t, Si-ot és Al-ot csapolás közben lehet az üstbe, ill. ívfényes elektrokemencébe történő olvasztás esetén magába a kemencébe adagolni, addig a Ca-ot, Mg-t, ill. a ritka föld- 40 fémeket csak 5 %-nál kisebb FeO+MnO tartalmú salakon át lehet az acélba juttatni. Ezért dolgozták ki azokat az eljárásokat (TN-eljárás Haastert, HP.: Das TN-Verfahren zur Nachbehandlung von Stahlschmelzen und seine zehn- 45 hährige Entwicklung 1969—1979, és a Scandinavian Lancing Process), melyek segítségével különböző dezoxidáló, kéntelenítő anyagokat a 2—5 % Fe és Mn-oxid tartalmúra csökkentett salakon át, az acélöntő üstbe vezetett, nyi- 50 tott végű, samott falazású csőrendszer segítségével az üstben lévő acélon át lehet fuvatni. Ily módon a kezelési idő és a felhasznált dezoxidáló, ill. kéntelenítő reagens mennyiségétől függően az acélok kéntartalmát 0,001-0,010 % 55 alá, oxigéntartalmát 20 ppm alá lehet csökkenteni. Az ilyen eljárások nagy jelentősége abban van, hogy míg az említett alacsony oxigén- és kéntartalom az ívfényes elektrokemencében va- 60 ló olvasztás esetén csak többórás raffinálási műveletekkel érhető el, mivel a reakciók főleg diffúzió útján folynak le, addig az injektáló eljárások ezt az eredményt 3—10 perc alatt érik el. Az alsó határértéket az ívfényes elektroke- 65 mencében sem lehetséges elérni, az acélt az elektrokemencén kívül, speciális kiképzésű üstökben, további műveleteknek kell alávetni (vákuumozás, ritka földfémekkel való kezelés, elektromagnetikus keverés stb.) Ezen eljárások időszükséglete további 1—2 óra, a felhasznált reagensek (Ce, La, Li stb.), az üst és üstbélés anyagai pedig sokkal drágábbak. Ilyen eljárás pl. az ASEA-SKF, TIVELLUS, B.—SOHLGERN T.: Secondary Steelmaking by the ASEA/SKF- and the TN-Prozess: a comparison. I and SM. 1978. nov. 30—39. A szakirodalom „üstmetallurgia”-nak nevezte el azokat a módszereket, amelyeknél az acél csapolása után, az öntőüstben végeznek metallurgiai műveleteket. Az injektáló üstmetallurgiai eljárások időtartama 3—10 perc, a folyamat közbeni hőmérsékletcsökkenése 20—30 C°, szemben az egyéb üstmetallurgiai eljárások 50—100 C° hőmérsékletcsökkenésével és 1 óra feletti időtartamával. Ez a hőmérséklet-csökkenés meghatározza a primér acélolvasztó berendezésben az acél túl— hevítésének mértékét, ezzel rohamosan csökkenti ezek termelőkapacitását (30—50 %-kal) és növeli az energia felhasználását, vagy pedig az acél utólagos felmelegítését teszi szükségessé az üstben. Ez viszont az üstök tűzálló bélése tartósságának csökkenéséhez és az energiaszükséglet további növekedéséhez vezet. Ezért az ASEA-SKF és más, azonos elvre épülő üstmetallurgiai eljárásokat egyre növekvő mértékben váltják fel Ca/Mg-tartalmú reagensekkel történő injektáló üstmetallurgiai módszerek. Az acélok oxid- és szulfidzárványainak ilyen nagymértékű csökkentése igen jelentős, lehetővé teszi pl. a hegesztett szerkezeteikben jelentkező ún. lépcsős törés elkerülését, mivel elérhető a lemezek három irányú (hosszúság, szélesség, vastagság), x tehát térbeli izotropiája. Ez nagymértékben javítja mind a hengerelt, mind a hegesztett cső- és durvalemez alapanyagok minőségét. Lehetővé teszi három irányú dinamikus igénybevételének kitett, 40—60 C°-on is szívósan maradó, nagy önsúllyal bíró, hegesztett szerkezetek építését (pl. off-shore technika, hajók, tornyok, gömbtartályok stb.). A Ca/Mg tartalmú reagensekkel kezelt acélokban a zárványok mennyisége csak 1/3—1/4-e a csak Al-mal dezoxidált acélokénál, a zárványok nem elnyúlt szulfidok, hanem a továbbalakítás során alakjukat megtartó, általában 5 q-nál kisebb nagyságú gömbök. Ennek következtében az acéllemezek hajlíthatósága, mélyhúzhatósága minden irányban azonos vagy közel azonos. Az oxid- és szulfidzárvány csökkentésével makrodusulások hiányában nagy biztonsággal tesz eleget az acél az ultrahangos és röntgenvizsgálatok követelményeinek. Az így gyártott szerszámacélok tartóssága, kopásállósága kiváló, többszöröse a hagyományos módszerekkel gyártottakénak. Ilyen acélban nem keletkeznek a lemezfelületre közismerten nagy veszélyt jelentő AI2O3 2
