197049. lajstromszámú szabadalom • Korrózióálló acél és eljárás annak előállítására
197 043 A találmány tárgya korrózióálló acél és eljárás annak előállítására. A huszadik század első harmadában hozták létre a nem rozsdásodó, de jól alakítható acélokat, amelyek lényegében erősen ötvözött króm- és nikkeltartalmú acélok, a króm 18—20 tömeg%, a nikkel pedig 5—12 tötneg% között mozog. A korrózióálló acéloknál hamarosan kiderült, hogy kristálykőzi jelenségek miatt különösen a hegesztési varratoknál gyors korrózió lépett fel, ezért újabb, de kisebb mennyiségű ötvözök — Ti, Ta, V, Nb, Mo — beiktatásával javították a minőséget. Fontossá vált az acél egyéb alkotóinak figyelembevétele miatt, hogy megfelelő szövetszerkezet alakuljon ki. Leggyakrabban az ausztenitet írják elő és különös fontossággal bír az acél karbontartalina, mivel az ötvöző fémek hajlamosak karbidok képzésére. A korrózióálló acélok gyártása tehát függ a tér - mészetben ritkán és nem egyenletesen előforduló ötvöző fémek hozzáférhetőségétől, amelyek ráadásul a hadiiparban fontosak Magától adódik a felismerés, hogy e fontos és ritka ötvözök mennyiségét legalább a korábbi gyártások hulladékainak beolvasztása során visszanyerhető ötvözőelemekkel lehessen csökkenteni, ezzel is növelve a gazdaságosságot. Az ötvözötthuliadék-felhasználás a gyártásnál azzal jár, hogy a fémbetétben rendkívül magas koncentrációt ér el néhány kísérő, szennyező és ötvözőelem: a szén, a kén, a foszfor, a króm. Ez a körülmény számos nehézséggel, a foszfor esetében különös gonddal, hátránnyal jár: a karbontartalmat az elérhető minimális értékre kell beállítani, hogy növekedjen az acél Ti-tartalma a műszakilag és gazdaságilag elviselhető határ fölé, miután a szabvány előírja a C-hez viszonyított ötszörös Ti-menynyiséget az acélban. A hagyományos acélgyártói műveleteknél dekarbonizálással — frissítéssel a szabvány által előírt alacsony C-tartalom elérhető az egyéb fontos ötvözőelemek leégése — elsaiakulása árán, a foszfortartalom viszont ennek ellenére nem csökkenthető az ötvözött fürdőben, mert az adott feltételek között nem oxidálódhat. Az ötvöződemek — különösen a króm — kiégésének bizonytalansága magát a termék minőségét is bizonytalanná te.szi. Ezért az eddig ismert korrezióállóacél-gyártási módszereknél az ötvözött hulladék részarányát a fémbetétben alacsony szinten tartják, noha jelentős mennyiségben képződik hulladék a korrózióálló acélok feldolgozása során, 10-14%os az öntött tüskökből a fej veszteség és 12% körüli a hántolási veszteség. A korrózióálló acélok gyártásánál az is nehézséget jelent, hogy nem lehet az ötvözök egyszerű beolvasztásával a célt elérni. A vasoxidulnál pozitívabb oxidképződésű normálpotenciálű elemeket a frissítés alatt lehet adagolni, mivel ezek nem oxidálódnak. Ide tartozik a nikkel, kobalt, réz, molibdén ás a volfrám, noha az elektródák alatt jelentős párolgás léphet fel az ívkemencében végzett olvasztás során. A vasnál nem nemesebb ötvözőelemeket nagy oxigénaffinitásuk miatt csak redukáló periódusban adagolhatjuk az acélolvadékba: idetartozik a mangán, szilícium, króm stb. Külön figyelmet érdemel a tűzálló falazat védelme is. Ha az oxidációt gáz halmazállapotú oxigén befúvatásával végzik, meg kell találni az optimális paramétereket, amelyek biztosítják a dekarbonizáció káros következmények nélküli lefolytatását és a paraméterek sorában figyelembe kell venni a kemence hőveszteségét is. A hivatási paraméterektől történő eltérés zavarokat okoz az acélgyártás folyamatában: — tönkremegy a falazat és/vagy — sok ötvöző kerül a salakba, amit később nehéz vagy nem is lehet visszaredukálni. Mindenképpen célszerű lenne a gyors oxigén befúvalása. (Healy, G. W., Hilty, D. C. Prod, of Electric Furnace, Steel Conference, AIME 1975. p. 187-191.) Nagy krómtartalmű, kis karbontartalmű acélok gyártására frissítéssel több eljárás ismeretes, elsősorban a VÖD és AOD eljárás (í i. W. Krautzer, Stahl und Essen 1979. 23. sz. p. 1297—1301). (A frissítési, dekarbonizáciős periódus nélküli eljárások nem tekinthetők acélgyártási eljárásnak, ezek csak átolvasztások és alacsonyabb használati értékű minőséget termelnek.) A VÖD eljárásnál a légköri atmoszférától efzártan vákuumban végzik a dekarbonizációt. A nagyon kicsi nyomás olyannyira kedvező a CO-képződéshez vezető CTO reakció lejátszódásához, hogy az olvadékban jelenlevő többi hasznos elem, köztük a Cr, nem oxidálódik. Az AOD eljárásnál a C+O reakció lejátszódásának feltételeit Ar-befúvatással javítják, ami lényegében űgv hat, mint a vákuum, mert csökkenti a CO parciális nyomását. A találmány célkitűzése, hogy hagyományos felépítésű elektrokernencében, kiegészítő segédberendezések (VÖD vagy AOD stb.) nélkül, jó minőségű korrózióálló acélt állítsunk elő csökkentett ötvözőanyag-fajlagosokkal ötvözött acélhulladékfelhasználással. A találmány szerinti korrózióálló acél szerkezete ausztenites, összetétele tömeg%-ban: C max. 0,06% Si max. 0,600% Mn 1,60- 1,900% Cr 17,0-18,500% Ni 9,5-10,500% Ti 5xC—0,450% S max. 0,025% P max. 0,035% további szennyezőként Mo max. 0,500% Cu max. 0,300%, a maradék Fe. Azt találtuk továbbá, hogy a fenti korrózióálló acélt ívfényes kemencében erősen ötvözött acélhulladék 74 — 100 tömég%-os betéttel és a krómtaríalom beállításakor szükséges ferrokrómmal állítjuk elő úgy, hogy a füttló hőmérsékletét min. 1640 *C‘ig növeljük, a spontán fővés megkezdésekor min. 15 bar nyomású oxigénnel befúvatva frissítünk, a frissítési salakot legfeljebb 10 perc alatt alumíniummal redukáljuk, majd lehúzzuk, az olvadékot szénacél beadagolásával visszahűljük új salak képzése közben indifferens gázatmoszféra alatt dezoxidál-5 10 15 20 25 30 3 b 40 45 50 55 00 05
