183069. lajstromszámú szabadalom • Ejárás acéltuskók folyamatos öntésére
1 183 069 2 történő elhaladás után, amikoris a tuskó legnagyobb része már megdermedt, 90°-nál jóval nagyobb mértékben, sőt adott esetben 180°-nál is nagyobb mértékben változik meg. Ilyen mértékű orientáció változás a dermedés során nyilvánvalóan a szegregáció képződés, illetve a kitüntetett helyeken fellépő koncentráló növekedés ellen hat. A hagyományos módon ezzel szemben a tuskó dermedése során az alkotók és a szennyezők kivált részei a fémolvadékban fölfelé áramlanak. Ez a fölfelé áramlás azonban a jelen esetben értelmetlen, hiszen a „fölfelé” értelme állandóan változik az öntődob forgása során. Méréseket végeztünk annak meghatározására, hogy milyen mértékben lép fel az oxigén és kén szennyezők szegregéciója, valamint a karbon szegregációja a találmány szerint előállított acéltuskóban. Meg kivántuk állapítani a szegregációs profil jellegét az öntött tuskónak az öntődob felől a szalag felé eső oldal irányába haladva. Ezért három mintasorozatot készítettünk a tuskó különböző keresztmetszeteiben. A minták közül az egyiket a metszet középrészéről vettük, a másikat 20 mmnyire balra á középponttól és a harmadikat 20 mm-re jobbra a középponttól. A mintákból nyert értékeket azután átlagoltuk, hogy a tüskök átlagos profilját megkapjuk. A vizsgálatok eredményeit a 2., 3. és 6. ábrákon mutatjuk be. A vizsgálati metszeteket az ASTM Designation E399 —74, Crack Plane Orientation Identification Code alapján készítettük. A 2. ábrán a tuskó kéntartalmának változását tüntettük fel a hely függvényében. A függőleges tengelyen a tuskónak az öntődob felőli palástfelületétől mért távolság van feltüntetve, a vízszintes tengelyen pedig a kéntartalom s%-ban. Az adott esetben a tuskó sugara 44 mm volt. A vizsgált acél s%-os összetétele a következő volt: karbon 0,45 kén 0,02 mangán 0,99 foszfor 0,02 szilícium 0,21 A kéntartalom maximális eltérése az átlagostól 0,0013 s% (13 ppm) volt. A 2. ábrán bemutatott mérés során az állandó hiba értéke 0,000 498% volt. Az ábráról látható, hogy a kéntartalom eloszlása rendkívül egyenletes és szegregáció gyakorlatilag nem lép fel. A többi mintadarabon végzett mérés eredményei szerint a kéntartalom maximális eltérése az átlagtól 0,00114 és 0,004 s% (11,4 és 40 ppm) között változott. A mérések során az állandó hiba értéke 0,000 483 és 0,001 38% között volt. A minták kéntartalma 0,017 55 és 0,029 93 s% között volt. Az alábbiakban bemutatjuk három méréssorozat átlagos eredményeit, ahol a kéntartalom ppm értékekben van megadva. Minta 26 41 43 45 48 5 mm 170.3 308.0 234.3 226.7 316 15 mm 180.7 310.6 233.0 240.0 328 25 mm 174.3 271.0 223.7 235.0 316 35 mm 170.7 297.6 227.0 239.7 317 40 mm 181.7 297.6 231.0 238.7 325 47 mm-311.0 238.7-átlag 175.5 299.3 231.2 236.0 320.4 tartomány 11.4 40.0 11.7 13.0 12.0 állandó hiba 4.83 13.8 4.88 4.98 5.03 A 3. ábrán az előző példában bemutatott minta (a 45 jelű minta) oxigéntartalmát mutatjuk be. Az átlagos oxigéntartalom körülbelül 70 ppm volt, a maximális eltérés éréke az átlagtól mintegy 5 ppm. Az állandó hiba ez esetben 1,651 ppm volt. Látható, hogy a vizsgált minta oxigéntartalma, hasonlóan a kéntartalomhoz, rendkívül egyenletesen oszlik el a tuskó keresztmetszetében. Meg kell azonban azt is jegyezzük, hogy a tuskók középrészén olykor fellépő porozitás (ez adott esetben a találmány szerinti eljárás segítségével készített tuskóknál is fellép) hozzájárulhat a bemutatott eredményhez a tuskó adott részében. Hozzátesszük azonban, hogy az ilyen porozitás lényegében nem szegregáció és többnyire az öntést követő műveletek során eltüntethető. A találmány szerinti eljárással készített tuskó oxigéntartalmának egyenletes eloszlása jól látható, ha a 3. ábrán bemutatott diagramot összehasonlítjuk a 4. ábrán és az 5. ábrán feltüntetett diagramokkal. A 4. ábrán egy Hazelett Strip-Casting típusú berendezésben öntött tuskó oxigéntartalmának eloszlását mutatjuk be. Ebben a berendezésben a kokilla közel vízszintesen van elhelyezve. (A diagramot Whitmore, B. C. és Hlinka, J. W. „Continuous Casting of Low-Carbon Steel Slabs by the Hazelett Strip-Casting Process” c. cikkéből vettük, amely az „Open Hearth Proceedings, 1969-es kötetének 43. oldalán található.) Ha ezt az ábrát, amelyen az oxigéntartalom %-ban van feltüntetve, ppm értékekre számoljuk át, akkor azt kapjuk, hogy az átlagtól való maximális eltérés értéke mintegy 100 ppm vagy annál nagyobb érték és az. állandó hiba értéke körülbelül 29,88 ppm. Az ilyen típusú, a vízszintessel körülbelül 20°-ot bezáró szögű kokillát tartalmazó berendezésben öntött tuskó alkalmazásánál jelentős problémát okoz az oxigén szegregációja, még akkor is, ha az átlagos oxigéntartalom viszonylag alacsony, például 0,004 s%. Látható, hogy a szegregáció legerősebb a tuskó felső palástja közelében, ami a korábban elmondottakból következik. Az 5. ábrán látható diagram egy olyan tuskó oxigéntartalmának eloszlása, amelyet Concasttípusú függőleges kokillában öntöttünk. A berendezés ívelt kokillát tartalmazott és a kokilla az öntés során rezgőmozgást végzett. A bemutatott diagram öt mintán végzett mérések átlagát mutatja. A mintákat a tuskó alsó részéből vettük. A tuskó összetétele a következő volt: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
