202930. lajstromszámú szabadalom • Portöltet kompozíció fokozott kén és foszfortalanítási tulajdonságokkal, különösen vasalapú ötvözetek felrakóhegesztéséhez használatos porbélésű huzalokhoz és szalagokhoz
1 HU 202 930 B 2 nem rugalmas, nem alakítható, kicsi a szilárdsága, amely a törést, repedést idézhet elő. A kéntelenítés alapvető feladata a kén összmennyiségének, de különösen a vasszulfidnak a csökkentése. A vasszulfid viszonylag jól oldódik a vasban és rosszul 5 a salakban (5%; 2% FeS). Az eloszlási tényező: T ÍE*S1 I (FeS) “ 6 0,33 10 így tehát jelentősen megtisztítani az alapfémet a kéntől nem lehet. A káros vasszulfidtól való mentesítés egyedüli módja a hegesztés-metallurgiai úton való kéntelenítése. 15 Mangántartalmú acélokban a lehűlés során a következő reakció játszódik le: FeS + Mn í MnS + Fe A képződött mangánszulfid zárvány a kristályok között nem összefüggő, hanem egymástól elszigetelt szakadozott zárványsort alkotva jelenik meg. Ez kedvezőbb zárványalak, mint a vasszulfid hártya, és kevésbé rontja az acél tulajdonságait. A kéntelenítés alapelve: olyan elemet adagolni az acélba, melynek affinitása a kénhez nagyobb mint a vasé. Az adagolandó elem szulfidjának a salakban jól, a vasban rosszul kell oldódnia. Az acélfázisban oldott vasszulfid elemi állapotú fémmel történő eltávolítása 3 30 (FeS)+(Me)-(MeS+Fe) JU reakció szerint történik. A reakció lejátszódásának feltétele: AG'MeS < AG°FeS Kéntelenítés történhet mangán segítségével is, amikor is az alábbi reakció megy végbe: (FeS)+(Mn) í (MnS)+(Fe) (FeS)+(MnO) ^(MnS+FeO) (FeS) (MnO) K.(MnS) (FeO) 40 (FeS) (MnO) K-(MnS) (FeO) (MnS) (FeO) 1 (MnO) A kéntelenítést megnehezíti, hogy magasabb hőmérsékleteken az összes reakciók inkább a vasszulfid irá- 45 nyában folynak le, (melynek következtében teljes kéntelenítés nem biztosítható). Az ömledék kéntartalmának eltávolítása a salakfázis fémoxid tartalmával a következők szerint megy végbe: (FeS)+(MeO)-(FeO)+(MeS) 50 A fémoxiddal történő kéntelenítés akkor játszódik le, ha a kéntelenítő elem kén-oxigén vegyrokonság különbsége kisebb mint az alapfémé. A salak mangán(II)-oxid tartalmának hatására végbemenő kéntelenítési folyamat: 55 (FeS)+(MnO)-(FeO)+(MnS) Az ömledék kéntartalmának eltávolítása CaO segítségével az alábbiak szerint történik: (FeS)+(CaO)-(FeO)+(CaS) 60 A kalciumszulfíd mennyiség állandó, és a salakba távozik. (FeS) (CaO) (CaS) (FeO) (FeS)-K(CaS) (FeO) (CaO) A FeO képződés káros, így ezt redukálni kell, amely elsősorban mangán segítségével történik és a képződött mangánszulfid (MnS) reakcióba lép a CaO-val, és így az alábbi reakció megy végbe MnS+CaO-CaS+MnO melynek eredményeként a kén a salakba távozik. A CaO adagolásával tehát a kén jó hatásfokkal kiküszöbölhető és kedvező salak viszkozitás érhető el. A folypát adagolása is kedvező hatással van a kéntelenítésre, mert a salak hígfolyós - fokozott a reakcióképessége, a kénnel illékony vegyületet képez, mely eltávozik a rendszerből. Az acél ötvöző elemei közül az alumínium, cirkon, króm, kobalt, molibdén, cérium is létrehozhat szulfidot. A szulfidok hatását olvadáspontjuk határozza meg. A magasabb olvadáspontúak (Cr, Ce, Zr) a mangánszulfiddal megfelelő globulitos zárványokat képeznek. A fenti követelményeket kielégítő elemek lehetnek a Mn, Ba, Mg, Na, Ca, Zr, Ce ritka földfémek, valamint ezen elemek oxidjai is. A fenti elemek másrészt erős dezoxidáló hatással bírnak, így elem formájában történő adagolásuk egyúttal dezoxidál és kéntelenít is. Foszfortalanítás az ömledékben: A foszfor az acélban Fe2P és Fe3P foszfidok formájában fordul elő. A foszfor is hajlamos a dúsulásra, amely a varrat anyagának inhomogenitásához vezet. A foszfor a széntartalom növekedésével nő. Foszfor az alapanyag, szennyezője is lehet, de egyes olvasztott fedőporok is jelentős mennyiségű foszfort ötvözhetnek az ömledékbe. A foszfor kiküszöbölése: több módon is történhet, így- a foszfor oxidálásával, vagy- az oxidált foszfornak a salakba történő átvitelével stabil vegyületekben történő lekötés útján. A foszfor oxidálása során az alábbi reakciók mennek végbe: 2 Fe2P+5 FeO-P2C>5+9 Fe 2 Fe3P+5 Fe0-P205+ll Fe Abban azt esetben ha a vasoxidul fölöslegben van, az alábbi reakció is lejátszódhat: 2 Fe3P+8 Fe0-Fe03,P205+ll Fe ahol is a (P2C>5)-ot a salak bázikus oxidjai lekötik, amelyek a következők lehetnek: Fe203; AI2O3; FeO; MnO; MgO; CaO. A legaktívabb a CaO, amely stabil komplex vegyületet alkot a P205-tel. 3 Ca0+P205-Ca3P208 4 Ca0+P205-Ca4P209 Ezeket az előbbiekkel egyesítve: (2 Fe2P)+5(FeO)+3 (Ca0)-(Ca3P20g)+9(Fe) (2 Fe3P)+5(FeO)+4(CaO)-(Ca4P209)+11 (Fe) 3
