Elgyrtsi technolgik Aclgyrts Folykony aclnyesvas aclhulladk Aclgyrts Acltusk
- Slides: 33
Előgyártási technológiák Acélgyártás
Folyékony acélnyesvas, acélhulladék Acélgyártás Acéltuskó hengerlésre, kovácsolásra a Nagytisztaságú, erősen ötvözött acél Csillapított, gyengén ötvözött acél Csillapítatlan acél
Az acélgyártás egyes fázisai I. Nyersacél előállítása: szennyezők és a karbon oxidációja (konverter, ívkemence) II. Dezoxidálás, ötvözés: oxigénfelesleg megkötése, ötvözők adagolása (üst, indukciós kemence, gázátöblítés, vákumozás ) III. Megszilárdítás: kovácsolásra vagy hengerlésre, ill. átolvasztásra alkalmas tuskó előállítása (tuskóöntés, folyamatos öntés) IV. Finomító eljárások: nagytisztaságú, kedvező szemcseméretű acél előállítása (vákumívfényes, elektrosalakos átolvasztás)
Acélgyártás • Folyamata: a nyersvas karbon tartalmának és a káros szennyezők koncentrációjának csökkentése • Kiinduló anyag: Acélnyersvas • Végtermék: Acél • Előnyök: –Szilárdság és szívósság növekedés, alakíthatóság javulás Acélgyártó eljárások • Siemens – Martin acélgyártás (ma már nem használják) • Konverteres acélgyártás • Elektro-acélgyártás (ívfényes, indukciós)
100 -200 t befogadóképesség, tömegacél gyártásához A konverter technológiai kapcsolódásai
Konverteres acélgyártás (LD) • • • Elrendezés: körte alakú billenthető konverter Betét: acélhulladék, folyékony nyersvas, adalékanyagok Égés táplálása: oxigén befúvással Hőforrás: a karbon és szennyezők kiégésének hője Végtermék: 0, 25 -0, 3% C-tartalmú acél Az LD eljárás folyamatai • • • Betét berakása Frissítés oxigén gázzal, C és szennyezők kiégetése Ötvözés igény szerint Utókezelés: dezoxidálás, csillapítás Öntés Értékelés: a leginkább alkalmazott eljárás
Konverteres acélgyártás
gáz 2 Mn + O 2 = 2 Mn. O Si + O 2 = Si. O 2 4 P + 5 O 2 = 2 P 2 O 5 2 C + O 2 = 2 CO salak C-tartalom csökken, a hőmérséklet nő!!! A konverter munkarendje
A nyersvas beöntése a konverterbe
Magas hőmérséklet nagy oxigénnyomás, porlasztott vasolvadék Nagy fajlagos felület, intenzív reakciók
Az acél kiöntése a konverterből
Az acél kiöntése a konverterből, szállítás üstben
A fúvatás során a fölöslegben adagolt oxigén oldódik a vasban, illetve vasoxidot képez, és a vasban oldott szénnel magas hőmérsékleten további reakciót tart fenn. A fémfürdő „forrásban” van. 0, 25% C-tartalom fölött ez olyan intenzív, hogy az acélt nem is lehet leönteni. Fe. O + C = Fe + CO Csillapítatlan acél
Leöntés (megszilárdítás) előtt az üstbe Mn, Si, Al tartalmú ötvözőket (segédötvözet, fémpor) adagolnak, melyek az oxigént megkötik. A keletkező oxidok túlnyomó részét a salak megköti, kisebb része zárvány formájában az acélban marad. Mn + Fe. O = Fe + Mn. O Si + 2 Fe. O = 2 Fe + Si. O 2 2 Al + 3 Fe. O = 3 Fe + Al 2 O 3 A kezelés hatására a „forrás” megszűnik, az acél leönthető, dermedésekor nem keletkeznek gázzárványok. Az acél csillapítása
Elektro-acélgyártás • Ívfényes kemencében – Fémolvadék és/vagy szilárd betét – Hőt az elektródák és olvadék közötti ív fejleszt – Jól szabályozható, tiszta acélokat lehet gyártani • Indukciós kemencében – Szilárd betét – Hőforrás az indukált áram Joule-hője (transzformátor hatás) – Acél ötvözés, átolvasztás a fő cél
Ívfényes acélgyártó kemence
1 (fázisú) elektródás kemence csatlakozása a hálózathoz 10 -50 t befogadóképesség, minőségi acélgyártáshoz, ötvözéshez 3 (fázisú) elektródás kemence és részei Az ívfényes kemencék működési elve
1 fázisú ívfényes kemence
gáz 2 Mn + O 2 = 2 Mno Si + O 2 = Si. O 2 4 P + 5 O 2 = 2 P 2 O 5 2 C + O 2 = 2 CO salak Ar öblítéskor felúsznak zárványok Az ívfényes kemence munkarendje oldott gázok vákuum
1. Olvasztás 2. Kiöntés üstbe 4. Vákuumkezelés 5. Ötvözés 3. Argon öblítés 6. Leöntés Nemesacél gyártása ívfényes kemencében
3 -10 t befogadóképesség, hőntartáshoz, ötvözéshez Az indukciós kemence működési elve
Az acélok utókezelése • Sugárvákumozás: folyékony acélsugár öntése vákumban, erős gáztalanodás • Vákumívfényes átolvasztás: katód az acélrúd, anód a réz kád, ív hatására az acél megolvad, a vákumban gáztalanodik • Elektrosalakos átolvasztás: az elektrolizáláskor a megolvadt salakon átfolyó acél gáz- és szennyező tartalma lecsökken
Az acél sugárvákumozása
Acélok utókezelése
A rúd formájában megszilárdított acél újra megolvasztva, cseppenként vákuumon, illetve különleges összetételű salakon áthaladva leadja gázill. szennyező tartamának nagy részét, majd finomszemcsésen dermed. Vákuumívfényes átolvasztás Elektrosalakos átolvasztás Nagytisztaságú acélok előállítása
A leöntött acéltuskók jellegzetes keresztmetszetei
A folyamatos öntés helye az acélgyártás technológiájában
A pászma darabolása A puffer töltése A pászma hajlítása Folyamatos öntés
Durva felület a felfröccsenések miatt, olcsó, egyszerű elrendezés Tuskóöntés felső öntéssel
Sima felület, drágább elrendezés Tuskóöntés alsó öntéssel
Acél termékek (megjelenési forma szerint) • Acélöntvény • Tuskóöntés után hengerelt termékek • Folyamatos öntés után rudak, csövek, idomacélok, huzalok • Finomított, ötvözött tömbök
Acél termékek (összetétel szerint) • • Ötvözetlen acélok Gyengén ötvözött acélok (ötvöző% < 5%) Erősen ötvözött acélok (ötvöző% > 10%) Ötvözők: Mn, Si, Cr, Ni, Mo, V, W, Co • Felhasználás: – Szerkezeti acélok – Szerszám acélok
Felhasznált irodalom: [1] Borossay Béla: Anyagtechnológia alapjai I, BMF BGK oktatási segédlet, 2006 [2] Komócsin Mihály: Gépipari anyagismeret, Miskolc, 1997 [3] Czinege Imre: Gyártási folyamatok, SZE, Győr, oktatási segédlete (Power Point bemutatók), 2006 [4] Bagyinszki Gyula, Kovács Mihály: Gépipari alapanyagok és félkész gyártmányok – gyártásismeret, Tankönyvmester kiadó, Budapest, 2003