180734. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ötvözött acél gyártására üstmetallurgiás módszerrel
3 180734 4 szintetikus salakkal kezelik, amit külön elektroketfencében olvasztanak meg. Az eljárás hátránya, högy a szintetikus salak előolvasztása energiaigényes és költséges, továbbá az acélt a kemencében elödezoxidálni kell, ami a dezoxidáló fém veszteségét növeli. Az acél csapolás utáni finomítására szolgáló ismert eljárások pl. az AZEA-SK.F eljárás és a Finkl-eljárás, amelyek bonyolult berendezéseket és hosszú kezelési időt igényelnek. Az acél O- és S-tartalmának az öntőüstben történő csökkentésére fejlesztették ki a porbefúvásos (injektálásos) üstmetallurgiai eljárásokat, mint pl. a TN-eljárás, SL-eljárás stb. Ezek közös alapelve, hogy poralakú kéntelenítő és dezoxidáló anyagokat semleges gázzal tűzállóanyag burkolattal védett csövön keresztül fúvatnak be az öntőüstben levő acélba. Ezekkel az eljárásokkal az acél összes oxigéntartalmát 20 ppm, kéntartalmát 0,010% alá lehet csökkenteni. A találmányunk szerinti üstmetallurgiai eljárás célja, hogy az acélok kisebb ötvözőanyag és tűzállóanyag felhasználással, kisebb S- és O-tartalommal legyenek gyárthatók egyszerű berendezések és eszközök segítségével, továbbá, hogy folyamatos öntés esetén az öntőberendezésen nagyobb öntési teljesítmények legyenek elérhetők. A találmány szerinti eljárással a hagyományos csapolási módra vonatkozó számítás alapján adódó mennyiségnél kevesebb ötvözőanyagot, a termodinamikailag legelőnyösebb összetételű és szemcseméretű kéntelenítő és dezoxidáló szintetikus salakkeverékkel közel egyidejűleg adagoljuk az acélöntő üstbe a csapolás folyamán. A szintetikus salakképző anyag égetett mész és folypát, illetve Al-keverékéből áll. A salakképző anyag adagolását akkor kell megkezdeni, amikor az öntőüst V4 részig megtelt acéllal és úgy kell irányítani, hogy az befejeződjék, mire az üst 2/, részig megtelik. Fontos, hogy a szintetikus salakképző anyag az üstben levő acélon gyorsan megolvadjon, illetve a már képződött folyékony salakban feloldódjék, és ezzel az optimális aktivitást a csapolás teljes tartama alatt kifejthesse. Az acélsugár és az adalékok intenzív érintkeztetését azzal is biztosítjuk, hogy a kellően finomra aprított szemcséket a csapoló sugárba tereljük vagy pl. surrantón keresztül adagoljuk. Az öntőüstben emelkedő acélon képzett nagy bázikusságú, kis FeO-tartalmú kéntelenítő és dezoxidáló szintetikus salak a becsapódó acélsugár hatására intenzíven keveredik az acéllal, így az acél- és a salakfázis közötti anyagcsere tranzitorikus módon játszódik le, azaz igen rövid idő alatt megközelíti az egyensúlyi állapotot. Ez a salak a következő funkciókat látja el: megvédi az üstben levő acélt a levegő oxidáló hatásától és összegyűjti az acéllal együtt kifolyó, abban emulgálódott FeO-cseppecskéket; felfogja a dezoxidációs termékeket, az üstbélés eróziójából, valamint az acél és az üstbélés közötti reakcióból származó termékeket, reakcióba lép az acél zárványkeltő elemeivel és felszínre szállítja azokat a salakfázisba. A csapolás közben adagolt ferroötvözetek (FeMn, FeSi stb.) ötvöző fém tartalmának leégési vesztesége jelentősen csökken azáltal, hogy a képzett szintetikus salak védi az acélt az oxidációtól, illetve összegyűjti az acélban emulgálódott FeO-részecskéket. így azonos összetételű acél gyártásakor az általános gyakorlathoz képest lényegesen kisebb ötvözőanyag felhasználás érhető el. Ezalatt a lényegesen kisebb kifejezés alatt azt értjük, hogy, az azonos acélösszetétel eléréséhez a találmányunk szerinti eljárás alkalmazásakor az ötvözőanyag felhasználás 10—20%-kaI csökken. Ez egyben azt is eredményezi, hogy az eljárás szerinti gyártott acélban kevesebb lesz az O-tartalom, illetve a dezoxidációs termékekből származó oxidzárványok mennyisége. Az acélban levő oxidzárványok mennyiségét csökkenti továbbá az a körülmény is, hogy a szintetikus salák felfogja és megköti a dezoxidációs termékeket, valamint az üstbélésből eredő fémoxidokat (Si02, A1204 stb.). A csapolás közben képzett nagy bázikusságú, kis FeO-tartalmú szintetikus salak 0,4—0,8% kenet képes oldani, ezáltal az acél S-tartalma számottevően csökken. A szakirodalomból ismert, hogy azok a salakok képesek a legnagyobb mennyiségű S felvételére, amelyek összetétele legjobban megközelíti a CaO/Si02: A1203= =0,35 értéket. A képződő szintetikus salak összetétele folyamatosan változik a dezoxidációból és az üstbélésből származó oxidok felvétele következtében, és e változás közben áthalad az előzőek szerinti optimális értéken. Ebből nyilvánvaló, hogy a kéntelenités hatásfokát a dezoxidációból felvett Si02 és A1203 mellett az üstr bélésből származó Si02 és A1203 mennyisége is befolyásolja. Az üstbélés anyaga számottevően befolyásolja a kéntelenítés hatásfokát. Azonos mennyiségű CaO+CaF2 adagolás, azonos csapolási hőmérséklet és a dezoxidálás azonos módja mellett a savas és a samott-bélésű üstökben nagyobb Si02-tartalmú salak képződik, mint a nagy Al203-tartalmú és bázikus bélésű üstökben. Ezért különböző lesz a szintetikus salak CaO aktivitása, ami különböző kéntelenítési hatásfokra vezet. Az üstbélést mindenkor a metallurgiai célkitűzéssel összhangban választjuk meg. Al-mal nem, vagy csak részlegesen dezoxidált acélok gyártásakor a salakösszetétel optimális beállítása érdekében a salakképző keverékhez 0,5— 0,8 kg/t Al-ot is adunk, amelyből a folyékony salakban A1203 képződik. Az acélból eltávolítható S mennyisége, tömegszázalékban kifejezve a következő összefüggéssel határozható meg: n^S dS=----ma ahol ms a salak tömegét, S a salak kéntartalmát tömegszázalékban, ma az acél tömegét jelenti. Az összefüggésből egy meghatározott kéntelenítési célkitűzés eléréséhez szükséges salakképző keverék mennyisége is számítható. A salak képző keverék mennyiségi növelésének azonban határt szab az a követelmény, hogy annak fel is kell oldódnia az üstben. A legeredményesebb kéntelenités 10—15 kg/t salakképző adagolásával érhető el, amely folypát és égetett mész 1: 2—4 arányú keverékéből áll. A csapolás közbeni kéntelenités hatásfoka bázikus és nagy Al203-tartalmű üstbélés esetén 35—50%, savanyú üstbélés esetén 25—40%. A találmány szerinti eljárás eredményességének fontos feltétele a szintetikus salakképzők adagolásának az előzőekben meghatározott módja, amely biztosítja a folyékony salak gyors kialakulását az acélon. Az acélművekben az öntőüstbe történő ötvözésre alkalmazott adagoló berendezések kisebb módosítással alkalmassá 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
