190414. lajstromszámú szabadalom • Eljárás acélolvadék finomítására
1 1 .190 414. 2 Kutatásaink szerint a szabad alumíniumot tartalmazó por alakú kalcium-aluminát hatóanyag az acélok csapolási és öntési hőmérsékletén gyorsan megolvad, ezért gyorsan ható dezoxidáló és kéntelenítőszer. Az eredeti kalcium-aluminát burok ugyanakkor biztosíték arra, hogy a bezárt fémalumíniumból ne keletkezzenek az acélban lebegő A1203 (tiszta korund) zárványok. A hatóanyagban lévő szabad alumínium következtében pedig a hatóanyag porszemcséiből kialakuló képződmény a közvetlen oxigén-lekötésen túl egyrészt csökkenti a különböző oxidok aktivitását, igy a MnO, Si02 aktivitásait az acélolvadékban, ha ez a képződmény az acélolvadékban lebeg, valamint a FeO, MnO, Si02 aktivitásait a salakban a fedősalakba jutott képződmény esetén. Másrészt az eljárás alkalmazása során a kalcium-aluminátok - mivel CaO-ban nem telítettek - igen hatásosan, exoterm reakciók kíséretében kötik meg a különböző oxidokat, főként a Si02-ot. A hatóanyagból ilyen úton létrejövő komplex oxidok olvadáspontja és igy viszkozitása is fokozatosan csökken a beléjük épülő oxidok tömegarányának növekedése során, széles határok között. Ugyanakkor az ilyen úton létrejövő komplex oxidoknak általában a kénoldó-képessége is növekszik, főleg a Si02 beépülése esetén, egészen utóbbi 25 tömegszázalékos arányáig. A találmány szerinti eljárás sikerrel volt alkalmazható különböző minőségű acélok gyártási kísérletei során. A hatóanyagot 0,5-4,0 kg/t mennyiségben befúvattuk vagy más úton adtuk az acélolvadékhoz. Az így kezelt acélok csekély oxigén- és kéntartalmúak voltak, továbbá gyakorlatilag hiányoztak belőlük a 10 mikron feletti méretű szilikát és korund zárványok, amely utóbbi tény az acélok folyamatos öntőgépen való önthetősége szempontjából is előnyös. A porbefúvásos eljárás során az acél kéntelenítésének mértéke pótlólagosan növekszik, ha vizüveg (Na2Si03) őrleményt is adagolunk a hatóanyaghoz 5-20 tömegszázalék mennyiségben. Ugyancsak előnyös a porbefúvásos kéntelenítés szempontjából, ha a hatóanyagot ferroszilicium őrleménnyel keverve, vagy darabos ferroszilicium egyidejű, illetve előzetes adagolása mellett adjuk az acélhoz. A hatóanyaggal való kezelés különösen előnyös az olyan szénszegény acélfajtáknál, amelyekben a végső szilícium- vagy alumíniummennyiség felülről korlátozva van. Az alumíniumban viszonylag gazdag (pl. legalább 0,02 tömegszázalék Al) acélok esetében célravezető, ha a szükséges alumíniummennyiséggel és a szabad alumíniumot tartalmazó por alakú kalcium-aluminát hatóanyaggal együtt, az utóbbira számítva 60-75 tömegszázaléknyi mészport is adagolunk. A hatóanyag közvetlenül a folyamatos öntésnél is felhasználható. Adható a közbenső üstbe a fedősalak összetevőjeként, továbbá a kristályosítóban használt fedőporban a kalcium-szilicid összetevő helyett, pl. őrölt, ún. darabos vizüveggel és a szokásos oxidálószerekkel (salétrom, reve) keverve. A találmány szerinti eljárás a felsorolt előnyök, ti. a kedvező metallurgiai hatások mellett előnyös azért továbbá, mert a fajlagos üzemeltetési költségek tekintetében olcsóbb a másik három rokon eljárásnál, használata nem igényli bonyolult őrlő- és osztályozó berendezés beruházását (az alumínium őrlése, ill. porlasztása teljesen veszélytelen művelet, míg a kalcium-szilicid őrlése robbanásveszélyes), sem olvasztókemence használatát, mint a mész-timföld szintetikus salakkal való kezelés, s alkalmazásához átlagos teljesítményű porbefövó berendezés is elegendő, amíg a mész-aluminiumfolypátos befúvatáshoz nagy teljesítményű befúvató szükséges. A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példák szemléltetik. (Ahol mást nem mondunk, a százalékok tömegszázalékot jelentenek). 1. példa: A gyártandó acél a BC3 minőségű közepes karbontartalmú, 1% krómmal ötvözött acél, amelyből 34-42 mm átmérőjű körszelvényű rudakat hengerelnek. Az ívfényes elektrokemencében alkalmazott hagyományos technológiánál az előírt mechanikai tulajdonságok biztosítása végett alumíniumos végdezoxidálást alkalmaznak, ami után az acélban 0,04-9,05% alumínium marad és az acélból tüsköt öntenek. A találmány szerinti eljárással elérendő cél olyan végdezoxidálás, amely után az acél folyamatos öntőgéppel önthető. Ez a feltétel akkor teljesül, ha az acélban legfeljebb 0,02% alumínium marad vissza. Egyharmad tömegrész égetett meszet beoltottunk és a szirupsűrűségű oltott mészbe kétharmad tömegrész 1 mm átlagos szemnagyságú alumíniumport kevertünk. A keverés alatt és után lejátszódó kémiai reakciók következtében a termék földnedves állapotú lett. Az előállitott hatóanyagot ezután fémtálcán az olvasztó kemence mellett üzemelő betét-előmelegítő kemencébe raktuk, ahol 2 órán át 500-600 °C hőmérsékleten tartottuk. Ezután a fémtálcát kivettük, a hatóanyagot hűlni hagytuk, majd a szükséges hatóanyag-mennyiséget lemérve, azt papírzsákba tettük. A hatóanyagot 0,6 kg/t adagolási aránynak megfelelő mennyiségben a papírzsákkal együtt az öntőüst aljára dobtuk a csapolás előtt. A csapolás után az acélt folyamatos öntőgépen jó felületi minőségben leöntöttük. Az acél megmaradó alumíniumtartalma 0,014% volt, az acél csapolás előtt mért 0,025%-os kéntartalma 0,018%-ra csökkent. Az öntött és a hengerelt acél a zárványosság tekintetében tisztábbnak bizonyult a hagyományos tecnológiával gyártott acéltól. 2. példa: A gyártandó acél a C45 minőségű ötvözetlen nemesíthető acél. A hagyományos technológiával ezt az acélt bázikus ívfényes elektrokemencében úgy gyártják, hogy kikészítéskor megfelelő ideig redukáló salak alatt tartják, majd csapolás előtt a kemencében, ill. csapolás alatt az üstben tömb-alumíniummal végdezoxidálják. A találmány szerinti eljárással elérendő cél a kikészítési időnek, valamint az acél oxid- és szulfid-zárványosságának a csökkentése. A hatóanyag készítésénél - kereskedelemben kapható - zsákos oltott mészből indultunk ki. Az oltott mészből mintát vettünk, azt lemértük, majd 400 °C hőmérsékleten kiizzítottuk. A visszamérésből kiszámoltuk a minta CaO-, ill. Ca(OH)2-tartal-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
