183069. lajstromszámú szabadalom • Ejárás acéltuskók folyamatos öntésére
1 183 069 2 mm méretű tuskókat gyártott egy Concast típusú berendezésen), de a végtermék analízise azt mutatta, hogy a mikroszegregáció értéke az alapanalízishez képest 101,5-139% volt. Tekintettel arra, hogy az öntés és a hengerlés között jelentős mértékű termikus diffúzió játszódhatott le, úgy gondoljuk, hogy a mangánra vonatkozó mikroszegregációs értékek lényegesen nagyobbak lehettek az öntött tuskóban, mint a végtermékben. Egészen mostanáig, a szegregációval kapcsolatos problémákat általában inkább a közbülső termék kezelésével, például hőkezeléssel próbálták meg kiküszöbölni és nem foglalkoztak a szegregációnak az öntés során történő megakadályozásával. Ennek föltehetően az az oka, hogy sokkal nehezebb a nagy térfogatban végzett folyamatos öntés során ezt a jelenséget szabályzni. A hagyományos eljárások során az öntött tuskókban a kiválás akkor történik, amikor a fémolvadék lassan megdermed és a szennyezők rendszerint a tuskó tetején levő olvadéktócsában gyűlnek össze. Ha igen jó minőségű tuskót akarunk készíteni, a tuskó fejrészét a kivált szennyezőkkel és/vagy ötvözőelemekkel, valamint magával a lunkerral együtt egyszerűen eltávolítják, mielőtt a további megmunkálás elkezdődik (lásd például „Recent Developments in Machine Scarfing of Continuous Cast and Rolled Steel”, Iron and Steel Engineer, 1978. január, 68-71. oldal, valamint a 4 155.399 sz. USA szabadalmi leírás, első oszlop, 61-68. sor). Ez a megoldás fölöslegessé vált a folyamatos öntési technológia kifejlesztésével és bevezetésével. Ennek során már nem kellett külön tüskök fejrészeit eltávolítani. A folyamatos öntés lényege ugyanis, hogy fémolvadékot öntünk egy függőlegesen elhelyezett, nyitott aljú kristályosítóba, amelyet vízzel intenzíven hütünk. A kristályosító illetve kokilla jól vezető anyagból, általában vörösrézből készül. Ahogyan a beöntött fémolvadéknak a kristályosító falával érintkező része megdermed és szilárd kérget alkot, az anyagot lassan kihúzzák a kristályosítóból, miközben a fémolvadékot fölülről folyamatosan tovább adagolják. Ezt a fajta eljárást gyakran Junghans vagy Junghans-Rossi féle eljárásnak nevezik. Az eljárást először a svájci Concast A.G. és az Egyesült Államokbeli Köpers Co., Inc. alkalmazta a gyakorlatban. Az eljárás eredeti elve részletesen a 2,135.183 sz. USA szabadalmi leírásban van leírva. A 4,155.399 sz. USA szabadalmi leírásból azonban az is kitűnik, hogy még ennél a megoldásnál is a tuskó felületét bizonyos esetekben hántolni kell. A Junghans-féle folyamatos öntési eljárás során a kristályosítót oszcilláltatni lehet saját geometriai tengelye mentén, hogy az alternáló mozgás során jobb hőátadást lehessen biztosítani a kristályositó és a tuskó közötti relatív elmozdulás megszüntetésével. A kristályosító mozgatása ezen túlmenően lehetővé teszi az öntési sebesség fokozását. Ugyanakkor azonban alkalmazásával többnyire nem kívánatos felületi hibák, ún. oszcillációs gyűrűk jelennek meg a folyamatosan öntött tuskók palástján. Ahogy a folyamatosan öntött tuskó elhagyja a kristályosítót, vizet fúvatnak a palástfelületre, hogy a tuskóban a dermedési folyamat teljes mértékben lejátszódjék. A folyamatos öntőbrendezések helyigényének csökkentése érdekében olyan megoldást is alkalmaznak, ahol a kristályosítóból kijövő tuskót, görgők segítségével mintegy 90°-os ívbe hajlítják, hozzávetőlegesen 12 m-es sugár mentén, majd ismét visszahajlítva vízszintesen vezetik az öntött tuskót a daraboló berendezéshez. A nehézkes kétszeri hajlítás elkerülése érdekében olyan megoldást is alkalmaztak, amelyben az anyagot ívelt kokillákba öntik, ahonnan a tuskó ívben hajlítva húzható ki és így csak egyszer kell görgők segítégével alakváltoztatást végezni a vízszintes továbbmozgatás érdekében. Az ilyen berendezések helyigénye is kisebb a korábban említetteknél. Á folyamatos acélöntési eljárások részletes ismertetése található a Scientific American c. amerikai folyóiratban a 209. kötet 6. számában a 74 — 88. oldalon (L. V. Gallagher és B. S. Old, „The Continuous Casting of Steel). Az elmondottakból látható, hogy a folyamatos öntési eljárás során a függőlegesen öntött tuskó irányát csak igen lassan lehet megváltoztatni a dermedés során is (az ilyen berendezések legalább öt emeletnyi magasságú csarnokot igényelnek) és a dermedő tuskó középrészén gyakran vízszintes orientációjú olvadékrész marad, amint ez a 3,542.115 sz. USÀ szabadalmi leírásban látható. Ennek megfelelően a szennyezők az olvadék felületén lebegve maradhatnak a dermedés során is, aminek következtében jelentős szegregáció jelentkezhet a tuskóban. Egy 100 x 100 mm méretű négyzetes tuskóban például a tuskó felületétől mintegy 25 mm távolságban lehetett szegregációs vonalakat felfedezni. Kísérletek történtek nagyrészt vízszintes formák alkalmazásával is. Ilyen megoldást mutat például a 2,640,235 sz. USA szabadalmi leírás. A szerzők véleménye szerint a kristályosítónak a vízszintessel mintegy 20°-ot bezáró szöge következtében az acéltuskóban a megdermedés során a szennyezők felfelé áramlanak és az olvadék felületének közelében képeznek szegregációs zónát. A tuskók keresztmetszetéről készített csiszolatokon látható egy belső oxidációs kiválás, amelynek mértéke ugyan változó volt, jellege azonban azonos volt valamennyi tuskónál és így a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az ilyen oxidos kiválás komoly felületi hibákat eredményez. A problémát többféle úton is megkísérelték megoldani. Eltávolították az olvadéktócsa felszínén levő salakot, statikus vízhűtésű réz védőperemet alkalmaztak, az olvadék beadagolását a kokillába benyúló adagolótölcsérrel végezték, de mindezen kísérletek és még számos hasonló próbálkozás sem vezetett eredményre. A jelenséget azzal magyarázták, hogy a nagy mennyiségű oxidkiválás akkor kerül a tuskóba, amikor a dermedt kéreg vastagsága 13—19 mm. Végülis úgy tűnt, hogy a közel vízszintes rekrisztallizátorban végzett folyamatos öntés nem produkált megfelelő minőségű terméket akár alumíniummal csillapított, akár vákuumban kezelt acélról volt szó. Az oxidkivá-lások eltávolítására semmképpen 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
