191989. lajstromszámú szabadalom • Többalkotós ötvözet wolfrám-tartalmú acélok előállításához
11)1 089 A találmány kellőnél löbb főalkotót tartalmazó ötvözetre vonatkozik, amely volfrám tartalmú acélok, előnyösen gyorsacélok előállítására alkalmazható. Az ötvözött acélok gyártásához nagvérlékü ötvöző anyagokat alkalmaznak. Ezeket az ötvőzőket ferroötvózetek vagyis az adott fém vassal alkotott kétalkotós ötvözetének formájában adagolják. Ilyen ötvözőanyagok többek között a ferrokróm, a ferromolibdén és a ferrovanádium. Ezen ötvözőanyagok százalékos összetételét, előállítását a Römpp: Vegyészeti Lexikon (Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1982.) II. kötet 102-104 oldalán ismertetik. A felhasználás sorén, főleg a gyorsacél gyártáskor, ezek az ötvözök különféle okok miatt nem épülnek be a teljes mértékben az acélba, és így jelentős volfrám, vanádium, illetve raolibdén veszteséggel kell számolni. Ez a veszteség a W és a V esetében 8,8-27,9 össztömeg* lehet (Metallurg 1970. p. 22.). Ha az ötvőzőket kedvezőtlen konzisztencia jú hulladék formájában adagolják, a veszteség mértéke az 50-60 össztömeg*-ot is elérheti, mivel elsalakosodik, illetve elillanva a gázfázisba jut. A veszteség mértéke függ többek között az olvasztási időtől, a kemence atmoszférától, a salakősszetételtöl és az ötvöző anyag fajlagos felületétől. A veszteséget egyrészt a leégés (oxidképzódés) okozza, másrészt az, hogy az egyes ferroötvözók viszonylag nagy fajsúlyúak. Így pl. ha az acélfürdőbe 80 össztömeg*-os PeVÍ ötvözőt adagolnak, az a nagy fajsúlya miatt leülepedik a fürdő fenekére, s Így csak nehezen oldódik a gyártási hőmérsékleten, sőt a beolvadás végén is marad feloldatlan rész. Ezért nem tud kialakulni a gyártás során homogén fürdőösszetétel. A leégés mértékét pedig az egyes ötvöző elemek oxidképzódésének termodinamikai normálpotenciálja határozza meg. További problémát jelent még a kétalkotós ötvözök magas, 2000 °C körüli olvadáspontja is. E hiányosságok elhárítására a 768 841. sz. szovjet szabadalmi leirás többalkotós ötvözőt javasol. Az ötvöző összetétele: 10-30 tömeg* volfrám, 10-30 tömeg* króm, 10-40 tömeg* szilícium, 10-30 tömeg* mangán, 0,1- -10,0 tömeg* alumínium és 0,1-10,0 tömeg* egy vagy több alkáliföldfém, a maradék vas. Ismert, hogy a volfrámtartalmü acélokban nagyon kevés mangán és szilícium tartalom engedhető meg. A találmány szerinti ötvöző nem alkalmazható széleskörűen, mivel egyrészt nem tartalmaz olyan Ötvőzőket, amelyek a korszerű volfrámos acélokban szokásosak, pl. van&diumot, moiibdént, nikkelt, kobaltot, másrészt a magas szilícium es mangántartalmuk is korlátozza felhasználási módját és kóréi. Mivel az ötvözök nagy értékűek, es alapvetően meghatározzák az ötvözött acélok gyártási költségeit - a veszteségek (elsősorban a leégési veszteségek) csökkentése az acél gyártás gazdaságosságát nagymértékben növeli. Kedvezőbb beépülésükkel pedig a gyártási selejt is csökken. Kísérleteink során olyan többalkotós ötvözet előállítására törekedtünk, amely egyesíti a külön-külón adagolt kétalkotós (FeW, FeMo, FeV) ötvözetek kedvező tulajdonságait, ezen túlmenően pedig alkalmazása révén csökken a leégési veszteség és lehetővé válik a homogén fürdőösszetétel gyors kialakulása. Azt tapasztaltuk, hogy az olyan ötvözet alkalmazásával, amelyben nincs, sem szilícium, sem mangán, de vas mellett tartalmaz volframot, moiibdént, krómot és/vagy alumíniumot, alkábfőldfémekel és adott esetben van&diumot és/vagy nikkelt, illetve kobaltot, el tudjuk érni a kívánt hatást. A találmány szerinti többalkotós ötvözetet használva csökken a leégési veszteség, nő az egyes ötvözök i beépülési, hasznosulás) százaléka. Ez annak tulajdonítható, hogy az ötvözetben lévő nagy oxigénaffinit&sú alkotók: a króm, illetve az aluminium és az alkálifóldfémek több lépcsős védelmet nyújtanak a volfrám, molibdén, illetve vanadium, nikkel és kobalt számára, és ezt a védelmet oxidképződésük termodinamikai normálpotenciáljának megfelelő sorrendben fejtik ki. A találmány szerinti ötvözet további előnye a kétalkotós ötvözókhöz képest az alacsonyabb olvadáspont és a kisebb sűrűség. A kisebb sűrűség következtében az ötvözet könnyebben, gyorsabban oldódik és rövidebb idő alatt alakul ki a homogén öszszetételű fürdő. Alkalmazásával tehát az adagidö is csökken. A találmány szerinti ötvözet olvadáspontja 1350-1600 °C között van, tehát jóval alacsonyabb, mint a kétalkotós ötvözeteké. Ez ugyancsak növeli az acélgyártás termelékenységét. Az ötvözetben lévő alkáliföldfém tartalom hatására a fürdömozgás is megnő, s ez is az ötvözet gyors oldódását, a homogén fürdőösszetétel kialakulását segíti elő. A találmány szerinti ötvözetnek előnye még az adagolás egyszerűsége mellett a gyorsabb oldódás révén elérhető hóveszteség csökkenés. A találmány szerinti ötvözet - meglepő módon - könnyen törhető, szemben a hagyományos ferroól vözetekke! (például FeW-al szemben), amelynek ejtőgolyós tórővel is csak igen nehezen upritiiatók. A többalkotós ötvözet jó tórhetésege folytáii konnyeii érhető el optimális szemnagyság, ami a gyors oldódás miatt kedvezően hat a metallurgiai folyamatokra, s megkönnyíti uï. adagolhatóságot is. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 00 05
