194325. lajstromszámú szabadalom • Ötvözet 0,1t%-nál alacsonyabb szilicium-tartalmú vasolvadék kezelésére
1 Az alacsony szilícium tartalmú vasolvadékok zömét az ún. mélyhúzható, jó hegesztési tulajdonságokkal bíró acél készítésére használják fel. Ezeknek az acéloknak a szilícium tartalma a 0,12 tömegszázalékot, esetenként a 0,06 tömegszázalékot nem haladhatja meg. A folyékony vasolvadék kezelése - dezoxidálása, kéntelenitése, ötvézése — azt a célt szolgálja, hogy ezáltal a leöntés után megdermedt szilárd vas (acél) a lehető legjobb mechanikai és egyéb tulajdonságokkal (korrózióállóság stb.) rendelkezzék. Ezeket a tulajdonságokat elsősorban az acélban rekedt zárványok mennyisége, morfológiája és eloszlása szabja meg. Az acél minőségét elsősorban a nemfémes zárványok: szulfidok, oxidok, oxiszulfidok csökkentik, A termék mechanikus tulajdonságát: a húzhatóságot, szilárdságot különösen a mangánszulfid, timföld és szilikát zárványok rontják, ezért a minőség javításának az az útja, hogy lehetőleg kén- és oxigénmentes acélt állítsanak elő. Az acélban rekedt zárványok mennyiségének csökkentésével, gömbszerű zárvány alakzat kialakításával és a zárvány kristályközéppontban történő elhelyezkedésével javíthatók. Erre a célra kiválóan alkalmas pl.: a 172 104 Ijsz, szabadalom tárgyát képező vasalapú ötvözet, amely az acélok komplex zárványtalanítását képes elvégezni. Az ötvözet azonban 5-50 tömegszázalékban tartalmaz szilíciumot és a szilícium kalcium arány 2,0-2,2 között van. Ebből következik, hogy ha a ötvözet 20 tömegszázalék kalxiumot tartalmaz, akkor a szilícium tartalma 40—44 tömegszázalék között van. Dyen magas szilíciumtartalmú ötvözettel viszont éppen a fent emlf tett alacsony szilícium tartalmú vasolvadékok nem kezelhetők, mert a szilícium nagyobb hányada oldódik, s ezáltal a megdermedt vas (acél) szilícium' tartalma 0,12 tömegszézalék fölé emelkedik, A fentiek miatt az ilyen acélok kezelésére (dezoxidálására) alumíniumot használnak. A dezoxidálás során alumíniumoxíd zárvány mennyisége azonban nagy, a morfológiája kedvezőtlen, ezért ekkor elsősorban az acél mechanikai tulajdonságai kedvezőtlenül alakulnak. Az alumíniumoxíd zárvány mennyiségének csökkentésére vannak ugyan megoldási módok, pl..: CaO, CaF2 tartalmú szintetikus salakkal mossák át a vasolvadékot, vagy egy másik módszernél kalcium-szilíciumot injektálnak az acélba (ez utóbbinál is fennáll a szilícium tartalom növekedése és ennél fogva a deszilicirozás szükségessége stb.). E módszerek azonban többletanyag, munkaidő stb, ráfordítást igényelnek, megnyújtják az adagidőt (az acél elkészítésének idejét) ezért csak ritkán alkalmazzák. A fenti komplex: dezoxidáló- és kéntelenítő ötvözeteket (CaSi, MgSi, CaSi, Mn, CaSi, Al, CaSi) az a közös hátrány jellemzi, hogy az olvadékba kerülnek a nem kívánatos szilícium és szén alkotóik. Ismeretes a 2 447 918 ljsz. NSZK közzétételi Iratból olyan ötövzet az acélfürdő komplex kezelésére, amely rendkívül hatásos kéntelenítést és 2 2 dezoxidálást eredményez és amely 50-55 tömeg% Ca, 20-44 tömeg% Ál és 6 tömeg% Mg ötvözete. Ez az ötvözet azonban a levegőtől oxidálódik, ezért porítani nem lehet, csak vizes gázos ömlédék befúvás útján juttatható az olvadékba, ami a kezelést nehezíti és költségét növeli, __További hátrány, hogy a kezelésnél keletkezett oxidok nem alkotnak alacsony olvadáspontú eutektikumot, hanem szilárdak maradnak és így nem tudnak koagulálva felúszni a folyékony acélfürdő felszínére. Találmányunk célkitűzése olyan ötvözet és komplex kezelés kidolgozása, amellyel az alacsony széntartalmú, pl. rozsdamentes acélgyártásra szolgáló vasolvadékok egyetlen munkamenetben és hatásosan megszabadithatók nem kívánatos, oxid- és szulfid zárványaik legnagyobb részétől, a mégis maradó zárványok gömbölyűek lesznek és a kristály közepén helyezkednek el, ami nem káros a termék tulajdonságaira. Találmányunk lényegét az a felismerés képezi, hogy amennyiben az alacsony szilícium tartalmú vasolvadékot 5 tömeg%-nál kisebb szilícium tartalmú olyan ötvözettel kezeljük, amelyben a tömegszerinti szílícium/kalcium arány kisebb, mint 0,1, 1 kalcium/alumínium arány pedig 1,6-2,2 között van, a vasolvadék megdermedése során kapott acél mechanikai tulajdonságai (elsősorban ütőmunkája, nyúlása, kontrakciója, átmeneti hőmérséklete) és korrózió-állósága is javul, az acélban rekedt zárványok mennyisége csökken, a gömbszerű zárvány alakzat a kristályközéppontban jön létre. A találmányunk előnye tovább, hogy az erélyes komplex dezoxidáló és kéntelenítő kezelés alatt vihetők be veszteség nélkül fenti, mindazon ismert adalékok, amelyeknek kisebb az affinitásuk az oxigénhez és a kénhez, mint a kálciumnak, alumíniumnak és szilíciumnak. Á találmányunkat közelebbről az alábbi kiviteli példákon keresztül világítjuk meg: 1. példa Mélyhúzható lágyacél előállításához alkalmas 0,1-0,2 tömegszázalék karbon, 0,4-0,6 tömegszázalék mangán és alacsony 0,05-0,1 tömegszázalék szilíciumot tartalmazó vasolvadék kezelésére igen jól bevált a gyakorlatban a Ca = 56,00 tömeg% Al = 38,00 tőmeg% Sí = 4,00 tömeg% Fe = maradék összetételű komplex ötvözet. A találmány szerinti komplex ötvözetet 5 kg/t vasolvadék mennyiségben alkalmaztuk. Az Ismert kezelőanyag a fém alumínium helyett a találmány szerinti összetételű komplex ötvözettel aF kalmazva ugyanazon adagból csapolt acélnál az acél minőségét jellemző főbb mechanikai és szövetszerkezeti mutatók az alábbiak szerint alakultak a kísérleteink során: 194.325 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
