186761. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú különleges acélok gyártására
1 186.761 2 A találmány tárgya eljárás nagy tisztaságú, különleges acélok gyártására, amelynek során acélolvadékot készítünk, adott esetben sugárvákuumozást végzünk és dezoxidáló, kéntelenítő, zárványmodíftkáló, valamint salakalkotó adalékanyagokat adunk hozzá, majd tuskókat öntünk. A nagytisztaságú,zárványokban szegény, különleges felhasználói tulajdonságokkal rendelkező acélokat savas Siemens-Martin kemencékben, elektrokemencékben vagy különleges, erre a célra speciálisan kialakított berendezésekben: VOB vagy AOD konverterben ASE-SKF vagy Finkt-Moor üstmetallurgiai berendezésben állítják elő. A hagyományos öe rende zésekkel történő gyártás meglehetősen munka- és időigényes, ami jelentősen növeli a gyártás energia- és anyagfelhasználást, csökkenti a hatékonyságot (lásd: Simon-Sziklavári-Szőke: Újabb technológiai megoldások az acélgyártásban, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1978.). Ugyanakkor a fent említett különleges gyártóberendezések üzembehelyezése rendkívül nagy beruházási költségekkel jár. Így a különleges acélok gyártása mindenképpen drága és bonyolult technológiát igényel. A gyártáshoz különleges minőségű fémes betéte (pl. faszenes nyersvasra),nagy mennyiségű folypátra, különleges minőségi követelményeknek eleget tevő ötvözetekre, illetve dezoxidáló anyagokra van szükség, szigorúan be kell tartani, illetve tartatni az igen bonyolult gyártástechnolügiát, az acélt a különleges tulajdonságok elérése céljából hosszú ideig kell a gyártó berendezésben tartani,többször kell a foszfor- és a kén, valamint a zárványok eltávolítása érdekében új salakot képezni, illetve az előzőt eltávolítani, ami jelentős anyag- és energia pazarlást eredményez, csökkentve így az élőmunka hatékonyságát, a berendezések kihasználását és rontva az egész gyártás gazdaságosságát. Mindezen gyártástechnológiai megkötések sem biztosítják azonban azt, hogy a gyártott termék valóban eleget tesz majd az előírt követelményeknek, tehát annak, hogy alacsony lesz oxigén és kéntartalma, minimális lesz hidrogén és nitrogén tartalma. Ugyancsak kétséges.hogy megvalósul-e a mechanikai tulajdonságokat alapvetően befolyásoló kedvező zárványmorfológia a zárványok alak- és méret szerinti eloszlása megfelel-e a magas követelményeknek. Amennyiben nem, az adott termék selejt lesz, illetve az adott célra nem használható fel. Az említett különleges megoldások közül a legjobb minőségű különleges acélok az ASEA-SKF eljárás segítségével állíthatók elő. Ennél a megoldásnál az öntés során először a salakot lehúzzák az öntőüstró! , majd ezután az acél teljes mennyiségét vákuumozzák és 50-100 kg-os adagokban salakalkotókat adagolnak az acélba, még a vákuumban. Az adalékanyagokat indukciós keverő segítségével keverik el az olvadékban mintegy 50-60 percig. A kezelt acél öntésére ezután kerül sor. A fenti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés mint mondottuk, rendkívül nagy beruházási költséget igényel. Emellett az üzemeltetési költségek is meglehetősen magasak és az adagok gyártási ideje is viszonylag hosszú. Mindezek ellenére nem érhető el teljes biztonsággal az optimális zárványmorfológia. A jelen találmánnyal ezért olyan eljárás kidolgozása a célunk nagy tisztaságú, különleges acélok gyártására, amely viszonylag olcsón és egyszerűen megvalósítható, ugyanakkor megbízhatóan biztosit ja az optimális zárványmorfológia létrehozását. A kitűzött feladatot ügy oldottuk meg, hogy az acélgyártási eljárás során, amikoris acélolvadékot készítünk, adott esetben sugárvákuumozást végzünk, előnyösen 100-700 Pa nyomáson, és dezoxidáló, kéntelenítő, zárványmodifikáló, valamint salakalkotó adalékanyagokat adunk az olvadékhoz, a találmány szerint a kész olvadékot olyan üstbe öntjük át, amelybe előzőleg 2-3% adagsúlynyi CaO, CaFî, K20, illetve Na20 tartalmú szintetikus salakot helyeztünk el, majd fuvatólándzsán keresztül az üst aljától 20— -25 cm távolságra bevezetjük a poralakú dezoxidáló, kéntelenítő és zárványmodifikáló anyagkeveréket, redukáló vagy közömbös vivőgáz segítségével, ezután pedig még 3—15 percen át folytatjuk a vivőgáz befúvatását. A szintetikus salakot célszerűen 60 —75% CaO-ból, 10-15% CaFj-ből, 2-10% K2ONa2 O-ból, max. 4% FeO-ból és max. 13% egyéb ismert alkotókból készítjük. Az eljárás során célszerűen CaSLAl tartalmú poralakú keveréket fúvatunk be, előnyösen az adagsúly 0,15-025%-ának megfelelő mennyiségben. Vivőgázként közömbös vagy redukáló gázokat, például argont vagy nitrogént lehet alkalmazni. A vivőgáz nyomása célszerűen csak kismértékben, 1-5 Pa-al haladja meg az acél metallosztatikus nyomását. A kohászatban ismert megoldás az acél gáztartalmának (elsősorban hidrogén tartalmának) vákuumozás útján történő csökkentése. Ismert az is, hogy a kéntelenítés és/vagy dezoxidálás hatékony eszköze a porbe hivatásos acélkezelés. Ilyen acélkezelési módszer például a Scandinavian Lancer’s néven ismert eljárás, amelynek során CaSi port vagy CaO»CaF2 porkeveréket fújnak be az acélba, a kéntartalom jelentős mértékű csökkentése érdekében. Találmányunk többek között azon a felismerésen alapszik, hogy a porbefúvásos refíináló eljárás alkalmas az acélban maradó nem fémes zárványok morfológiájának irányított módon történő megváltoztatására is, ha a befújt zárványmodifikáló, dezoxidáló és kéntelenítő keverék összetételét a kezelés előtti állapot ismeretében az adott igényeknek, illetve követelményeknek megfelelően választjuk meg. Az acélgyártás elméletéből ismert továbbá, hogy a gyártás során keletkező különböző reakdótermékek tartós eltávolítása a fürdőt borító salak komponenseinek helyes megválasztásával oldható meg, ha azok stabil vegyületet alkotnak. Találmányunk alapját képezi az a felismerés is, hogy a 2-10% Na20 és/vagy K:0, 10-15% CaF2 és 60-75% CaO, valamint legfeljebb' 13% egyéb alkotó tartalmú salak az adott célnak tökéletesen megfelel. Említettük, hogy a közömbös gázzal, általában argonnal történő átöblítés ugyancsak ismert megoldás az acélművekben az öntőüstben lévő acélfürdő hőmérsékletének ös összetételének homogenizálására. Ebben a vonatkozásban felismertük, hogy a gázöblítés során, amikoris a munkanyomást az öntőüst geometriája, illetve a benne lévő acélszint'magassága határozza meg, a zárványok bizonyos része is eltávolítható, sőt az oldott gáz tartalom is jelentős mértékben : 25—30%-kal csökkenthető. Tudott dolog, hogy magas (!00 -400xl0'4%) oxigén tartalom esetén redukáló hatású CO gázt alkal5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
