183069. lajstromszámú szabadalom • Ejárás acéltuskók folyamatos öntésére
1 183 069 2 sem volt mód és a zárványok mindig a tuskó fölső részében jelentek meg. Végülis visszatértek a korábbi Junghans típusú függőleges helyzetű kokillák alkalmazására. Az a vélemény is kialakult, hogy az alkotóknak és a szennyezőknek a magrészen kívül történő kiválása nem csupán az öntés, hanem a további megmunkálás során is számos ehelyütt nem említett problémát okoz. Megjegyezzük, hogy az idáig ismertetett problémák gyakorlatilag csak az acélok folyamatos öntése során jelentkeztek, színesfémek, például vörösréz folyamatos öntését már régóta jó minőségben lehet végezni. A jelen találmánnyal olyan eljárás kidolgozása a célunk, amelynek segítségével a korábbinál jobb minőségű öntött acéltuskók állíthatók elő,- amelyekben az alkotók és a szennyezők szegregációja vagy inverz szegregációja nem lép fel és ennek megfelelően a tuskók későbbi megmunkálása, például a hengerlés, huzalhúzás vagy kovácsolás a szegregáció által okozott nehézségek nélkül elvégezhető. A kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy az acél folyamatos öntése során, amikor az acélolvadékot folyamatosan formába öntjük, a formát hűtjük, majd a formából legalább részben megdermedt tuskót vezetünk ki és ezt hűtőközeg közvetlen, vagy közvetett ráfúvatásával lehűtjük, a találmány szerint az acélolvadékot olyan mozgó formába öntjük, amelyet kerületének egy része mentén végtelen szalaggal zárunk le, a tuskót pedig 0,76- 10 m/perc sebességgel vezetjük ki a formából oly módon, hogy az öntés során a metallurgiai magasság az 5 m-t nem haladja meg. Az öntött tuskót a megdermedés során legalább 90°-os előnyösen legalább 180°-os ív mentén mozgatjuk. A fémolvadékot célszerűen 25 — 30 mp alatt hütjük le és a megdermedt tuskót 1000-1400 °C között vezetjük ki a formából. Az így előállított acéltuskóban az oxidok és egyéb szennyeződések kiválása rendkívül csekély, ami a szakember számára meglehetősen váratlan, hiszen — amint azt a technika állásának ismertetésénél részletesen kifejtettük - a szakirodalom szerint a kiválások csökkentése csak függőleges öntéssel biztosítható a megfelelő mértékben. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a színesfémek folyamatos öntésére használt öntőberendezésben jó minőségű acéltuskó önthető, mégpedig azért, mert — a szakmai közfelfogással ellentétben — az öntődob forgása során a megdermedő dendritek irányítása állandóan változik és az ezáltal létrejövő keverőhatás megakadályozza a kiválások elterjedését. A találmány szerinti eljárással öntött acéltuskó a hagyományos módon készítettel szemben nem tartalmaz mangán, oxigén, kén és karbon kiválásokat. Ezek az ötvözök a találmány szerint gyártott acéltuskóban rendkívül egyenletesen oszlanak el. Ha a készített tuskó keresztmetszetét vizsgáljuk, az oxigéntartalom átlagtól mért maximális eltérése 20 ppm-nél kisebb, a szegregáció állandó hibája pedig nem haladja meg a 8 ppm értéket egy 0,01 s% oxigént tartalmazó anyagban. A kéntartalom átlagtól való maximális eltérése kisebb 40 ppm-nél és a szegregáció állandó hibája a kénre vonatkozóan 10 ppm-nél kisebb egy 0,02 s% ként tartalmazó anyagban. A karbontartalom átlagtól való maximális eltérése 10 ppm-nél, a szegregáció állandó hibája 40 ppm-nél kisebb egy 0,185 s% karbont tartalmazó ötvözetben. Emellett a nyúlás és szakítószilárdság értékei is javulnak. Hasonló jó eredményeket lehet elérni a szilícium, foszfor, króm és az acélok egyéb szokásos ötvözői esetében is. A karbon, mangán, kén, króm és szilícium vonatkozásában elektrondifrakciós eljárással végeztünk mikroszegregáció analízist. Az eredmények azt mutatták, hogy például a mangán mikroszegregációja a hagyományos Concast-eljárással öntött tüskökhöz képest nagymértékben csökkent. Egy 0,46 s% karbont és 0,93 s% mangánt tartalmazó acélötvözet például, amelyet mind a hagyományos Concast-eljárással, mind a találmány szerinti eljárással leöntöttünk, ezt jól bemutatja. A leöntött tüskökből keresztirányú csiszolatokat készítettünk, ugyanazokról a helyekről. A mintákat körülbelül a tuskó közepe és a palástja közötti távolság felénél vettük. így elkerültük mind a különlegesen jó, mind a különlegesen rossz helyeket az összehasonlítás során. A készített mintákat mikroszonda segítségével vizsgáltuk, hogy a mangán koncentrációt meghatározzuk. A meghatározást a mangánra jellemző 1800 g hullámhosszúságú sugárzás detektálásával végeztük. Ez a jól ismert eljárás általában a legkönnyebben biztosítja a mikroszegregáció kimutatását a fémekben. A vizsgálat lényegében abból áll, hogy a mintát kis átmérőjű és nagy energiájú elektronsugárral bombázzuk, aminek következtében a minta adott helyén levő elemre jellemző karakterisztikus sugárzás jelentkezik. A kibocsátott karakterisztikus sugárzást diffrakció útján analizáljuk, hogy az adott elem kiválasztása lehetővé váljék, majd az intenzitást valamilyen detektor segítségével regisztráljuk. Egy adott elem koncentrációját úgy lehet megállapítani, hogy a kibocsátott karakterisztikus sugárzás intenzitását összemérjük egy adott etalon karakterisztikus sugárzásával. A maximális pontosság elérése érdekében ezt az arányt az adott röntgensugárzás fluoreszcenciájának és abszorbciójának megfelelő koefficienssel kell korrigálni. így az elérhető maximális pontosság mintegy 0,5%. A koncentráció változást egyébként úgy is meg lehet határozni, hogy egy adott intenzitási szinttel jelöljük az alapkoncentrációt, amelyet normál vegyi analízis során nyerünk, és az intenzitás változását közvetlenül ehhez viszonyítva regisztráljuk. Ha a fenti megoldást választjuk több minta kiértékeléséhez, célszerű minden egyes mintára vonatkozóan meghatározni egy olyan értéket, amely a szignifikáns eltérések átlagos intenzitását mutatja, ami megfelel az alapszintnek megfelelő koncentrációtól mért átlagos eltérésnek. Ezt az értéket ez esetben a mikroszegregáció mértékének nevezhetjük és az alapkoncentráció százalékában fejezzük ki. Vizsgálataink során 0,98% mangánt tartalmazó anyaggal dolgoztunk. Az eredmények azt mutatták, hogy a hagyományos módszerrel öntött acéltuskó mangánra vonatkozó mikroszegregációs értéke körülbelül 300% volt, míg a találmány szerinti 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
