Acélgyártás

1. Előgyártási technológiák Acélgyártás

2. Folyékonyacélnyesvas, acélhulladék Acéltuskó hengerlésre, kovácsolásra Acélgyártás a Nagytisztaságú, erősen ötvözött acél Csillapított, gyengén ötvözött acél Csillapítatlan acél

3. Az acélgyártás egyes fázisai • 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)

4. Acélgyártás • Folyamata:a nyersvaskarbon 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)

5. 100-200 t befogadóképesség, tömegacél gyártásához A konverter technológiai kapcsolódásai

6. 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

7. Konverteres acélgyártás

8. gáz 2Mn + O2 = 2MnOSi + O2 = SiO24P + 5O2 = 2P2O5 2C + O2 = 2CO salak C-tartalom csökken, a hőmérséklet nő!!! A konverter munkarendje

9. A nyersvas beöntése a konverterbe

10. Magas hőmérsékletnagy oxigénnyomás,porlasztott vasolvadék Nagy fajlagos felület, intenzív reakciók

11. Az acél kiöntése a konverterből

12. Az acél kiöntése a konverterből, szállítás üstben

13. 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. FeO + C = Fe + CO Csillapítatlan acél

14. 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 + FeO = Fe + MnOSi + 2FeO = 2Fe + SiO2 2Al + 3FeO = 3Fe + Al2O3 A kezelés hatására a „forrás” megszűnik, az acél leönthető, dermedésekor nem keletkeznek gázzárványok. Az acél csillapítása

15. 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

16. Ívfényes acélgyártó kemence

17. 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

18. 1 fázisú ívfényes kemence

19. gáz gáz 2Mn + O2 = 2MnoSi + O2 = SiO24P + 5O2 = 2P2O5 2C + O2 = 2CO 2Mn + O2 = 2MnoSi + O2 = SiO24P + 5O2 = 2P2O5 2C + O2 = 2CO salak salak Ar öblítéskor felúsznak zárványok oldott gázok Az ívfényes kemence munkarendje vákuum

20. 1. Olvasztás 2. Kiöntés üstbe 3. Argon öblítés 4. Vákuumkezelés 5. Ötvözés 6. Leöntés Nemesacél gyártása ívfényes kemencében

21. 3-10 t befogadóképesség, hőntartáshoz, ötvözéshez Az indukciós kemence működési elve

22. 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

23. Az acél sugárvákumozása

24. Acélok utókezelése

25. A rúd formájában megszilárdított acél újra megolvasztva, cseppenként vákuumon, illetve különleges összetételű salakon áthaladva leadja gáz- ill. szennyező tartamának nagy részét, majd finomszemcsésen dermed. Elektrosalakos átolvasztás Vákuumívfényes átolvasztás Nagytisztaságú acélok előállítása

26. A leöntött acéltuskók jellegzetes keresztmetszetei

27. A folyamatos öntés helye az acélgyártás technológiájában

28. A pászma darabolása A puffer töltése A pászma hajlítása Folyamatos öntés

29. Durva felület a felfröccsenések miatt, olcsó, egyszerű elrendezés Tuskóöntés felső öntéssel

30. Sima felület, drágább elrendezés Tuskóöntés alsó öntéssel

31. Acél termékek (megjelenési forma szerint) • Acélöntvény • Tuskóöntés után hengerelt termékek • Folyamatos öntés után rudak, csövek, idomacélok, huzalok • Finomított, ötvözött tömbök

32. 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

33. 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