178788. lajstromszámú szabadalom • Folyékony vasalapú ötvözetek kéntartalmának csökkentésére alkalmas ötvözet
3 178788 4 gőzbuborékok parciális nyomása, valamint érintkezési felületük reakcióképessége mindvégig megmarad. E tulajdonságai miatt a magnézium előnyösebb az égetett mésznél és a kaldumkarbidnál, amelyek a nyersvas olvadékban szilárd halmazállapotban találhatók, és a szemcsék felületén kialakuló reakció zóna a kéntelenítés folyamatát gátolja. A magnézium felhasználás hatásfoka ezért sokszorosan meghaladja az égetett mészét és a kaldumkarbidét, fajlagos felhasználása 8— 15-ször kisebb azoknál. A képződő magnéziumoxid és a szulfid kis fajsúlya elősegíti az olvadékból való kiválásukat, különösen a magnézium gőzképződés időszakában. A fémes magnézium a felsorolt tulajdonságai következtében képes a folyékony nyersvas nagyfokú kéntelenítésére, de alkalmazását a folyékony nyersvasba való adagolás nehézsége akadályozza. A magnéziumtömb vagy dpó folyékony nyersvasba adagolására kidolgozott számos eljárás, mint pl. a merülőharang használata, nem vezetett eredményre, mert a hirtelen fellépő magnézium gőzképződést nem lehetett irányítani, s ez tetemes magnézium-kiégést, a folyékony nyersvas fröccsenését, fény- és füstképződést okozott. Azok a megoldások, amelyek a magnéziumtömbök gőzképződését úgy kívánták csökkenteni, hogy a tömböket tűzálló kerámiabevonattal látták el, s úgy merítették a folyékony vasba, ugyancsak nem váltak be, mert a merítéskor fellépő nagymérvű hőlökés a kerámiaréteget leválasztotta, a magnéziumtömbök ugyanolyan hevesen gőzölögtek el, mint a kerámiabevonat nélküliek. A magnézium gőzképződés hevességének csökkentésére, s egyben a nyersvas-kéntelenítő reakció időtartamának meghosszabbítására szolgál a magnéziummal impregnált koksz használata. A magnéziummal impregnált koksz 45% magnéziumot tartalmaz. 1-2 kg súlyú darabokból áll, melyeket spedális kiképzésű tűzálló-harangba töltve, bementik a folyékony nyersvasba. A nyersvasba merülő kokszdarabok pórusaiból a magnéziumgőzök az átmelegedés sebességétől függően folyamatosan távoznak, s így nyugodtabb Mg kigőzölgési reakdó alakul ki, mivel az időegység alatt kisebb mennyiségben képződnek a magnéziumgőzök. A magnéziummal impregnált koksz technológiai hátrányai a koksz rossz hővézetőképességéből adódó hosszú kezelési időtartam, amely a gyakorlatban 15—40 percet tesz ki, a tűzálló harang rövid élettartama, továbbá a kéntelenítési folyamat bizonytalansága, amely abból adódik, hogy a kokszdarabok átmelegedése s ezáltal a koksz pórusait kitöltő magnézium reakdóba lépése, tehát a vas-magnézium érintkezési felület a kéntelenítés során fordítottan arányos az idővel, így a magnézium gőzképződés kezdetben igen heves, majd fokozatosan lassuló intenzitással megy végbe, s gyakran le is áll. Ezért a magnéziummal impregnált koksz fajlagos felhasználása elég számottevő, pl. 0,05-0,06% ki“^uló kéntartalom folyékony nyersvas 0,01% körüli végső kéntartalmának biztosítására 1,5— -1,8 kg/t szükséges belőle. Ennek következtében a TM*gnézium hasznosulási foka kicsi, 45-55% közötti. Mivel a magnéziummal impregnált koksz világpiad ára magas, az eljárás technológiai hátrányai és költségessége miatt csak korlátozott mértékben terjed. A magnézium folyamatos adagolását biztosító másik eljárás a granulált magnézium folyékony nyersvasba injektálása. A kéntelenítő reagens a 0,5-1,5 mm szemnagyságú magnézium granália, amelyet spedális eljárással állítanak elő. összetétele kb. 90% magnézium és 10% alkálifémsó keverék. A granulált magnéziumot a kohászatban ismert injektáló szerkezetek bármelyikével adagolhatják a folyékony nyersvasba, hordozógázként nitrogén vagy száraz levegő használatos. .Fajlagos felhasználása kisebb a magnéziummal impregnált kokszénál, pl. 0,05—0,06% kiinduló kéntartalmú folyékony nyersvas 0,01 körüli végső kéntartalmának biztosítására 0,8—1,0 kg/t szükséges belőle. A magnézium hasznosulási foka 40—70% közötti. Hátrányai a körülményes gyártástechnológia, amely tömegméretű előállítását ma még nem teszi lehetővé, továbbá a nagy magnéziumtartalmat kísérő erőteljes vasfröccsenés, füst- és fényjelenség, amely még folyamatos injektálása esetén is oly mértékben fellép, hogy a kéntelenítő kezelést csak 50—60%-os üsttelítés mellett lehet lefolytatni. Ez a kéntelenítés műveletét technológiailag szétaprózza és a kohó-keverőcsamok közötti nyersvas szállítás ütemességét megszakítja. Ezért ezt a módszert tömeges nyersvas kéntelenítésére nem használják. Újabban magnéziumpor vagy por alakú magnézium-alumínium ötvözet és nem oxidálódó anyag, pl. égetett mész, timföld, kohósalak, pernye, kvarc, kaldumkarbid keverékét is injektálják a folyékony nyersvasba. A keverékalkotókat két tartályból adagolják az injektáló szerkezet csővezetékébe, ahol a keveredés injektálás közben végbemegy. A folyékony nyersvas jó hatásfokú kéntelenítését a befúvatott magnézium mennyiség, az injektálási sebesség és a keverék arány szabályozásával érik el. Az eljárás hátránya, hogy a gyakorlatban legalább ötszörös nem oxidáló anyag mennyiséget használnak a keverékbe, amely a fajlagos anyagfelhasználását rendkívül megnöveli, az injektálási időt elnyújtja, a folyékony nyersvas felületén képződő salakmennyiséget megnöveli és a salak összetételét esetenként kedvezőtlenül megváltoztatja. Ezért ez az eljárás csak igen szűk körben terjedt el. Végül a 171.849 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban ismertetett magnézium, szilícium és alumínium főalkotókat tartalmazó ötvözet kiváló kéntelenítő hatása mellett azzal a hátránnyal rendelkezik, hogy a legfeljebb 40% szilíciumtartalom következtében olvadáspontja 700 °C-nál kisebb, ezért önmagában biztonságosan nem injektálható, mert befúvás közben a folyékony nyersvasba merülő injektáló lándzsában megolvad és a lándzsa kiömlő végén dugulást okoz. Ezért használata nem oxidálódó anyag hozzákeverését igényli, ami viszont nagy fajlagos anyagfelhasználást, hosszú injektálási időt és esetenként a vas felületén úszó salak összetételének kedvezőtlen változását okozza. A találmány célja magnézium, szilícium és alumínium főalkotókat tartalmazó ötvözet és annak felhasználása, amely 800 °C feletti olvadáspontja 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
