192027. lajstromszámú szabadalom • Eljárás minőségi acélok tisztaságának javítására
1 192.027 2 A jelen találmány tárgya olyan eljárás, amelynek révén a minőségi (nagy tisztaságú ötvözött vagy ötvözetlen) acélok gyártása során jó dezoxidáló és ötvözőanyag-kihozatallal, kedvező kicsapásos kéntelenítés és foszfortalanítás mellett 1,5-33 mm átmérőjű poralakú anyagok vákuumban ( < 100 Pa) történő injektálása révén az eddig ismert üstmetallurgiai megoldásokhoz képest tisztább acél gyártható. A nagytisztaságú acélokkal szemben ma támasztott korszerű követelmények szükségszerűvé teszik, hogy minimális S és P-tartalmak mellett az oxidzárványok morfológiája olyannyira kedvező legyen, hogy azok a felhasználási tulajdonságok mind magasabb szintjét biztosíthassák. A metallurgiával szemben támasztott ilyen jellegű követelmények kielégítése csak szelektíven biztosítható, egyidejűleg nem. Pillanatnyilag legkedvezőbb megoldás ezen a téren a vákuumot is alkalmazó üstkemencés eljárások valamelyike, kiváltképp az un. ASEA-SKF üstmetallurgiai eljárás. Ennek ellenére — noha pl. az ASEA-SKF üstmetallurgiai eljárás szinte mindent tud, amit a folyékony acél kezelésével biztosítani lehet — ma már az is nyilvánvaló, hogy egy-egy szelektív hatás biztosítása céliából a gazdaságosság tekintetében nem lehet versenyképes az un. porbefúvásos acélkezeléses eljárásokkal, Az ASEA-SKF üstmetallurgiai eljárás előnye elsősorban az, hogy: — lehetővé teszi vákuumban történő oxigénes frissítés révén az eddig nem gyártható kisebb (esetenként igen alacsony) C-tartalmú acélok gyártását; — lehetővé teszi a hevítés alkalmazása révén a kemencén kívüli nagyobb mértékű ötvözési lehetőséget; elegendő idő, megfelelő salak és hőmérséklet esetén a nagyobb fokú kéntelenítési hatásfokot; — lehetővé teszi a keverés, az argonátfúvás, a salakcsere és a vákuumozás révén az eddigieknél tisztább, összetétel és hőmérséklet szempontjából homogénebb alapanyag gyártását. Ugyanakkor a tapasztalatok szerint - a kezelés többletköltségétől sem eltekintve — gyakori a probléma — a P-tartalom magas volta miatt; — a vákuumban végzett frissítés utáni nem kielégítő vákuumos-karbonos dezoxidációből eredően a magas oxigénszint miatt. Mindez arra vezethető vissza, hogy a vákuumos-karbonos dezoxidáció utáni kicsapásos dezoxidáció és kéntelenítés hatásfoka nem elégséges, a P alacsony szintre nehezen vihető. A jelen találmánnyal célunk az említett hátrányok kiküszöbölése. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a 100 Pa nyomásnál kisebb nyomású légritkított térben lévő acélba probefúvással juttatjuk el az 1,5-3,5 mm átmérőjű dezoxidáló és/vagy kéntelenítő, zárványmodifikáló, foszfortalanító, ötvözőanyagokat. A poralakú anyagot az ASEA-SKF oxigénlándzsa szerkezet helyett beépített különleges lándzsaszerkezeten át vagy a zsilipes lándzsarendszer egyéb vákuumozó berendezésére történő szerelésével argon és/ vagy nitrogén, oxigén vivőgáz segítségével lehet az acélfürdőbe bevinni. A találmány lényege tehát az ASE-SKF üstkemence vákuumozó egységének kiegészítése egy olyan speciális porbefúvó berendezéssel, amelyen ^keresztül a légritkított térben (<100 Pa) lévő acélfü’rdőbe CaO, CaFj, CaSi vagy egyéb dezoxidáló anyag bevitele lehetséges, ill. ezt követően vagy emellett leégésre igen hajlamos mikroötvöző vagy ötvözőanyagok befúvatása is jó hatásfokkal megoldható. A találmány szerinti vákuum alatti probefúyásos módszer gyakorlati megoldása a következő: VÖD eljárásnál a speciálisan kialakított porbefúvó lándzsa egyben oxigén fogyólándzsa is, a rajta befúvatott oxigén gáz az oxidáción túl a vivógáz szerepét is ellátja. Az eljárásnál a CaO+CaF2 darab nagysága <j> = 1,5— 3,5 mm. Az eljárással hatékony foszfortalanításra van lehetőség még erősen ötvözött acéloknál is. VAD eljárásnál az oxigén lándzsa helyett kerül bevezetésre a meglévő zsiliprendszeren keresztül a tűzállóanyaggal bélelt porbefúvó lándzsa. Vívőgázként Ar, N2 használható. Ez a módszer különösen a kicsapásos kéntelenítéshez illetve mikroötvözéshez felhasznált anyagok fürdőbe való bevitelére előnyös. Az előző bekezdésben említett módszer vákuum nélkül az ASEA- üstkemencében hevítés alatt atmoszférikus nyomáson is alkalmazható az így kialakított lándzsamegoldással. A klasszikus porbefúvásos kezelés előnye, hogy CaO-tartalmú salakok, salakkeverékek befúvásakor (CaO) + [S] # (CaS) + [O] (CaO) + [S] + [C,Si,Al] = (CaS) + CO + (Si02) +(AJ203), Ca (Mg) -tartalmú fémek, fémkeverékek, fémötvözetek befúvásakor [Ca] + [S]^ (CaS) [Ca] + [O]^ (CaO) (CaO) + [S] + [C,Si,Al] = (CaS) + [Co)+(Si02 )+ (A1203) reakciók lejátszódására igen jó az esély, ha — alacsony oxigénaktivitású, '- kis kénaktivitású, — nagy CaO aktivitású, — reakcióképes fizikai állapotú salak biztosított a kezelendő fürdő felett. A porbefúvásos kezelésnél tehát az előnyök csak akkor realizálhatók, ha — a csapolást megelőzően Si+Al-os elődezoxidációval a fürdő oxigénaktivitását minimumra (<0,001 % értékre) csökkentjük; — a bázikus üstbe csapolást követően az oxidos salak nagy részét a fürdőről visszatartjuk; — mész+folypát+Al hozagolással vékony, nagy bázicitású és hígfolyós salakréteget biztosítunk. A porbefúvásos kezelésnél azonban hevitési lehetőség híjján a salakcserével járó hőveszteségek erősen behatárolják a kezelés időtartamát, ami az elérhető, metallurgiai hatásfokra is kihat. A találmányban javasolt megoldással a klasszikus porbefúvásos kezelés egyesítése az üstkemencében végzendő üstmetallurgiai kezeléssel mind az üstkemencében végzendő üstmetallurgiai kezeléssel mind az üstmetallurgiai kezeléshez, mind a klasszikus por-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
