187699. lajstromszámú szabadalom • Bevonóanyag direkttüzelésű izzítókemencében hevített acélbugák felületi elszéntelenedésének és revesedésének csökkentésére
1 187 699 2 A találmány tárgya bevonóanyag direkttüzelésű izzítókemencékben hevített acélbugák felületi elszéntelenedésének és revésedésének csökkentésére. Az acél leöntésétől végtermékké válásáig több izzításon is áteshet. Az izzítás során - direkttüzelésű kemencékben - káros kísérőjelenségekkel, így a revésedéssel és dekarbonizációval kell számolni. Ezek a folyamatok jelentős mértékben csökkentik a kihozatali mutató értékét, ami számottevő anyagveszteséget és energiapazarlást takar. Nem elhanyagolható körülmény az sem, hogy a kemencében lepergő reve eltávolítása fárasztó és üzemidőkiesést okozó munka. Gyakran előfordul, hogy a dekarbonizáció az egész kohászati végterméket (pl. lemez, golyóscsapágyacél-huzal, rugóacél stb.) felhasználhatatlanná teszi, de a még gépipari célra felhasználható termékek dekarbonizálódott felületi rétegeit is el kell távolítani, ami szintén munka és energiaigényes művelet amellett, hogy az anyagkihozatalt tovább rontja. A revésedés következtében veszendőbe menő anyag mennyisége - az izzítások számától és alkalmazott technológiától függően - a 3-7 tömegszázalékot is eléri, miközben a kemencekarbantartás körülményeit nehezíti és az alakítószerszámokat is jobban koptatja. A revésedés és dekarbonizáció csökkentését célozzák a különböző védőatmoszférás és gyorsizzító módszerek. Ezek azonban költségességük miatt még ma is többnyire csak az utolsó melegalakítási művelet előtti hevítés során kerülnek alkalmazásra és többnyire a nemesebb acélféleségeknél. E megoldások költségességének okai a tüzeléstechnikai paraméterek igen pontos mérésének és szabályozásának igénye, a speciális kemencekonstrukció, valamint a léghiányos tüzelésből fakadó hő veszteség stb. Ezek az igények az egyszerű üzemű és olcsó kemencéket (pl. a hagyományos tolókemencék) háttérbe szorítják. A reve- és megmunkálási veszteségek csökkentésének egy másik útja a különböző bevonatok alkalmazása. Az ilyen bevonatokkal szemben számos követelményt támasztanak: A bevonatoknak biztosítaniuk kell a félkész termékek védelmét 400 és mintegy 2000 °C közötti hőmérsékleten. A bevonat kialakulásának hőmérséklete célszerűen egybe kell essék az adott fém alakítástechnológia előtti hevítésének hőmérsékletével, ugyanakkor előnyösen kenőanyagul is kell szolgáljanak az alakítás során. Természetesen a bevonatok kémiailag semlegesnek kell legyenek a védendő fémmel szemben, felületét kell nedvesítsék és jól kell tapadjanak. További követelmény, hogy a bevonatok önmaguktól váljanak le a fém felületéről a technológiai művelet elvégzése után. Fontos szempont, hogy előkészítési technológiájuk egyszerű és gépesíthető legyen, ne legyenek mérgezőek, vagy tűzveszélyesek és végül, de nem utolsó sorban alkalmazásuk minél olcsóbb legyen. A fenti szempontok alapján ideiglenes bevonatok egész sorát dolgozták ki. Ezeket elsősorban nitrátok, szilikátfrittek, kerámiák és fémporok felhasználásával állították elő. Kis széntartalmú acélötvözetekhez pl. alkalmazták autektikus ansztatit (MgOSi02), kovasav (Si02) és kordierit (2MgO 2A120 Si02) által alkotott hármas rendszert, amelynek magnézium-oxid tartalma 20%, alumínium-oxid tartalma 18% és szilícium-oxid tartalma 62% körüli érték. A bevonatok lehetséges alkalmazási területeit 3 hőmérséklet tartományra bontják és ennek megfelelően adagolják a különböző olvadáspontú fritteket. A jelenleg használt bevonatok azonban meglehetősen bonyolult és költséges előállítási technológiát igényelnek, általában csak egy adott hőmérsékleti intervallumban és egyes acélfajtáknál alkalmazhatók eredményesen. Ennek megfelelően alkalmazásuk meglehetősen költséges, ami gyakorlati elterjedésüket jelentősen akadályozza. További hátrány, hogy az ismert bevonatok csaknem mindegyike tartalmaz költségesen előállítható fritteket, ami alkalmazásukat tovább drágítja. A jelen találmánnyal a fenti hiányosságok kiküszöbölése a célunk és olyan bevonóanyag kidolgozása, amely viszonylag olcsó, széles körben alkalmazható különböző acélminőségeknél és izzítási módoknál, továbbá lehetővé teszi a jól bevált és elterjedtem alkalmazott hagyományos kemencék alkalmazását. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a bevonóanyagot A1203 = 35-37 tömeg% Si02 = 53-55 tömeg% CaO =0,9-1,1 tömeg% MgO = 1,4—1,6 tömeg% Na20 + K20 = 1,4-1,6 tömeg% Fe203 = 2,7-2,9 tömeg% egyéb oxidok = max. 2 tömeg% összetételű 0-0,1 mm-es szemcsefrakcióból álló száraz keverékből és kötőanyagból állítjuk elő. A bevonóanyag bemártással történő felvitel esetében 55 tömeg% száraz keverékből és 45 tömeg% kötőanyagból, porlasztással történő felvitel esetében 50 tömeg% száraz keverékből és 50 tömeg% kötőanyagból áll. A kötőanyagot vízüveg és víz keverékéből állítjuk elő, mégpedig úgy, hogy bemártásos felvitel esetén a vízüveg és a víz aránya 50 : 50, felszórásos bevonatfelvitelnél pedig 40 : 60. A száraz keverék mésznátronüveg törmelék vagy ciklonpor, legalább 32 tömeg% Al203-t tartalmazó habsamott vagy habsamottégla őrlemény és riolittufa keveréke. A találmány szerinti szilikátbevonat nem tartalmaz költségesen előállítható frittet, lényegében ipari hulladékok és melléktermékek képezik alapanyagát. A felhordási módszer egyszerű és könnyen illeszthető a jelenlegi ill. bármely korszerű izzítási technológiához. A bevonat nem tartalmaz egészségre káros és tűzveszélyes alkotókat, pl. szerves kötőanyagot. Alkalmazása során többnyire elegendő egyrétegű bevonat kialakítása. Mindezek alapján látható, hogy a találmány szerinti bevonat előállitása egyszerű és olcsó, felhasználása pedig széles hőmérséklet-tartományban és számos acélfajtánál lehetséges. A találmány további részleteit kiviteli példákban, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
