172001. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szferolitos öntöttvas előállítására

3 172001 4 Ezért világszerte folytatják a kutatásokat hatékonyabb szferolitos öntöttvas előállító eljárások kidolgozására. Gyakran oly módon járnak el, hogy a szferolitos vasat közvetlenül, azaz 15 perccel - sokszor 10 perccel - a kiöntés előtt oltóötvözettel érintkeztetik. Az oltóötvözet gyakran ferroszilícium ötvözetből áll, amely járulékos, kiegészítő módon segíti elő a grafítképződést a vasban. Ez annyit jelent, hogy az első vagy gömbgrafítképző kezelés elegendő lehet ugyan ahhoz, hogy a vas teljes grafittartalmát gömbgrafittá alakítsa át, ahhoz azonban nem elegendő, hogy a teljes karbontartalmat grafittá alakítsa. Az oltóanyagos kezelés alátámasztja, elősegíti a grafitképződést, meghatározza a keletkezett grafit mennyiségét és ezenkívül arra is felhasználható, hogy kis mennyiségű ötvözőelemeket bevigyen a szferolitos öntöttvasba. így például a 3 033 676 lajstromszámú USA szabadalmi leírás olyan oltóötvözetet ismertet, amely elsősorban a grafítképződést elősegítő szerként előnyös a szürkeöntvények kezelése során olyan szürke vasöntvény előállítása céljából, amely szabálytalan eloszlásban A-típusú lemezgrafitot tartalmaz. A lényegében 0,1—5% magnéziumot, 0,1-10% alumíniumot, 0,1-10% kalciumot, 0,1-60% nikkelt vagy vasat vagy mindkettőt, valamint 15-99,6% szilíciumot tartalmazó oltóötvözet alkalmazását ezenkívül a szferolitos öntöttvas előállítására ajánlották, mégpedig vagy a gömbgrafitképzést elősegítő szer helyettesítésére vagy annak kiegészítőjeként és az ilyen szer hozzáadását követően. Az említett szabadalomban leírt és a fenti célra alkalmas ötvözetek 2 vagy 3% magnéziumot tartalmaznak. Megállapították azonban, hogy 2 vagy 3% vagy ezt meghaladó mennyiségű magnéziumot tartalmazó oltóötvözet alkalmazását a szferolitos öntöttvassal kapcsolatban az öntöttvas öntését megelőzően heves és veszélyes reakció kíséri, amely jellegében megegyezik a magnézium segítségével az öntöttvasban előidézett gömbgrafitképződés során fellépővel. Ezért, tekintettel az ennek folytán a munkahelyeken bekövetkező egészségi és biztonsági károsodásokra, valamint figyelemmel a megszigorított előírásokra, az ilyen magnéziumtartalmú oltóötvözetek alkalmazását lényegében beszüntették. E helyett az öntést megelőzően jellegzetesen magnéziumot nem tartalmazó ferroszilícium ötvözettel végeznek beoltást. Találmányunk kidolgozásánál ezért célul tűztük ki olyan, a bevezetőben ismertetett jellegű eljárás kidolgozását, amellyel a szferolitos öntöttvas előállításánál a biztonsági és egészségvédelmi károsodások kockázata terjedelmében és jelentőségében is lényegesen kisebb és amelynél ugyanakkor a magnézium mégis alkalmazható a gömbgrafitképződés elősegítésére a szferolitos öntöttvasban és mindezt •> oly módon, hogy lehetővé és egyszerűvé tegyük a gömbgrafitrészecskék nagyságának és az olvadékban való eloszlásuknak a szabályozását illetve ellenőrzését. Ezt a célkitűzést azáltal érjük el és egyben a feladatot oly módon oldjuk meg, hogy a gömbgrafítképző szernek az olvasztott vassal összehozott mennyiségét az eddig ismert eljárásokkal ellentétben oly mértékben csökkentjük, hogy e szer mennyisége a szferolitos öntöttvasban kb. 0,02-0,055 súly%-ot tesz csupán ki és az ily 5 módon kezelt olvadékot utólag olyan, a kezelt olvadékkal összeférő utókezelőszerrel kezeljük, amely kb. 0,8-1,8 súly% magnéziumot tartalmaz. Eljárásunknál az olvadt vasat először a gömbgrafit képződését elősegítő szerrel hozzuk érint-10 kezesbe. Az ismert eljárásoknál a felhasznált szer mennyisége a szferolitos öntőmassza mennyiségére vonatkoztatva kb. 0,03 és kb. 0,075 súly% között van. Az új, találmány szerinti eljárás eredményeként a megadott utókezelőszerrel végzett utókeze-15 lés hatására a gömbgrafítképző szernek az előkezelés során alkalmazott mennyisége oly mértékben csökkenthető, hogy az az öntöttvasban kb. 0,02 súly% és kb. 0,055 súly% közötti mennyiségben van csupán jelen, anélkül, hogy ez a tény a 20 szferolitos öntöttvas kohászati tulajdonságait jelentős mértékben rontaná. Találmányunk kidolgozása során az egyik feladat a találmány szerinti eljárás foganatosításához olyan utókezelőszer kidolgozása volt, amelyet utóötvözet 25 alakjában adunk a kiöntés előtt az olvad szferolitos öntöttvashoz. Ezzel az utóötvözéssel lényegesen csökkentjük a gömbgrafitképződés elősegítéséhez szükséges szerek mennyiségét. Ez az új utóötvözet olyan alapötvözési alkotót tartalmaz, amely össze-30 fér a szferolitos öntöttvassal és kb. 0,8 súly% és kb. 1,8 súly% közötti mennyiségben magnéziumot tartalmaz. Találmányunk alapja az a meglepő felismerés, hogy ha a magnéziumot szűk határok közé 35 szorított, sajátos mennyiségben utókezelőszerként alkalmazzuk, ez nem csupán az olvadék kohászati tulajdonságai szempontjából hoz lényeges előnyt, hanem ezen túlmenően döntően járul hozzá a gömbgrafitképződést elősegítő szer azon mennyi-40 ségének csökkentéséhez is, amely ahhoz szükséges, hogy a termékben a gömbgrafitképződés előre meghatározott állapotát biztosítsuk. Emellett a találmányunk szerinti utókezelés és utókezelőszer meghatározó mértékben járul hozzá a biztonsági és 45 egészségvédelmi problémák csökkentéséhez is. Ennek megfelelően és meglepő módon azt találtuk, hogy a megadott fajlagos magnézium mennyiség alkalmazása eredményeként kb. 20-25%-kal csökkenthető az első kezelés során a 50 gömbgrafitképződést elősegítő szer mennyisége. Emellett, a továbbiakban még részletesebben ismertetett különleges kezeléssel a gömbszemcsék nagysága és eloszlása a szferolitos öntöttvas termékben szabályozható. Megállapítottuk továbbá, 55 hogy a meghatározott sajátos mennyiségű magnézium alkalmazása lényegében kizárja az olvadékban bekövetkező robbanás lehetőségét. Ugyanakkor rendkívül nagy a találmány szerinti eljárásnál a magnézium visszanyerés hatásfoka. Ha a magné-60 zium visszanyerés hatásfokát oly módon fejezzük ki, hogy a szferolitos öntöttvasban elért megnövekedett magnézium tartalom és az olvadék kéntelenítése céljából a kénnel végrehajtott reakció során fellépő magnéziumveszteség összegét elosztjuk az 65 utókezelőszerrel bevitt magnézium mennyiségével, a 1