CS209298B1 - Způsob výroby ingotů z neuklidněné oceli - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu potlačení uhlíkové reakce v kokile přidáním na povrch neuklidněné oceli desoxidační přísady. Při použití kusových desoxidačních přísad, např. hliníku ve tvaru housek v důsledku dlouhého časového intervalu roztavení této přísady v neuklidněné oceli a postupného utlumení varu oceli, není desoxidační prvek rovnoměrně v ingotu rozptýlen, což má nepříznivý vliv na výtěžek kovu z ingotů a způsobuje technologické problémy při válcování ingotů. Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přidáván^ kusové desoxidační přísady tvaru housek podlé vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se housky pokládají na hladinu neuklidněné oceli spodní částíse zaoblenými tvary, zatímco zbývající část s ostrými hranami a rohy se ponechává nad hladinou oceli se struskou. Způsobu podle vynálezu lze použít všude tam, kde se vyrábí neuklidněná ocel a k zastavení varu oceli v kokilách se do oceli přidává desoxidační přísada v kusové formě.

Description

(54) Způsob výroby ingotů z neuklidněné oceli

Vynález se týká způsobu potlačení uhlíkové reakce v kokile přidáním na povrch neuklidněné oceli desoxidační přísady.

Při použití kusových desoxidačních přísad, např. hliníku ve tvaru housek v důsledku dlouhého časového intervalu roztavení této přísady v neuklidněné oceli a postupného utlumení varu oceli, není desoxidační prvek rovnoměrně v ingotu rozptýlen, což má nepříznivý vliv na výtěžek kovu z ingotů a způsobuje technologické problémy při válcování ingotů.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přidáván^ kusové desoxidační přísady tvaru housek podlé vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se housky pokládají na hladinu neuklidněné oceli spodní částí se zaoblenými tvary, zatím co zbývající část s ostrými hranami a rohy se ponechává nad hladinou oceli se struskou.

Způsobu podle vynálezu lze použít všude tam, kde se vyrábí neuklidněná ocel a k zastavení varu oceli v kokilách se do oceli přidává desoxidační přísada v kusové formě.

Vynález se týká způsobu výroby ingotů z neuklidněné oceli, kdy pro potlačení uhlíkové reakce v kokile se přidává na povrch neuklidněné oceli kusová desoxidační přísada, například hliník.

Při výrobě neuklidněných ocelí dochází v důsledku reakce uhlíku s kyslíkem k takzvanému varu oceli v kokilách, jako následek uhlíkové reakce, která vzniká zvyšováním obsahu kyslíku a uhlíku jejich likvací a omezenou rozpustností v chladnoucí oceli. Uhlíková reakce probíhá za rozhraním utuhly kov u stěny kokily — tekutý kov a jeví se jako var ve fyzikální terminologii, i když o žádný var oceli z tohoto fyzikálního pohledu se nejedná. Je to pohyb oceli způsobený uvolňováním plynné fáze CO, který vzniká při reakci uhlík - kysličník železnatý.

Zastavení varu v kokile se provádí různými způsoby, které využívají bud potlačení dalšího varu zvýšením tlaku v tekutém kovu, to je zvýšením tlaku v tekuté oceli se ovlivňuje průběh reakce FeO + C = Fe + CO. Zvýšením tlaku v systému se brání probíhání reakce, neboť fyzikální vliv nárůstu tlaku v systému a tedy i v kysličníku uholnatém brzdí reakci podle míry tlaku v systému existujícího. Tato fyzikálněchemická aplikace potlačení kokilového varu má velkou výhodu, neboť nedochází k tvorbě kysličníkových vměstků nebo jen nepatrně ze zplodin desoxidace v systému existujících prvků v minimální míře zastoupených, jako je např. křemík, který existuje v tisícinách, respektive maximálně v jedné až dvou setinách %. Praktické provedení tohoto způsobu potlačení varu spočívá v položení nejčastěji litinových příklopů na utuhlou ocel, tvořící se kolem vařiči oceli, to je položení příklopů až po vytvoření tuhého rámu z oceli, aby se litinový příklop nemohl ponořit do tekuté oceli. Vytvoření rámu trvá dosti dlouhou dobu od odlití ingotu. Po položení příklopů, neboli jinak řečeno vík, na rám je omezen přístup kyslíku ze vzduchu, intenzita varu se tlumí, bubliny v zóně tuhnutí jsou opět zachycovány ve větší míře, což způsobuje narůstání tekuté oceli. Ocel se začíná dotýkat litinového víka, tuhne ve styku s ním a tím se vytváří v ingotu vlastní přetlakový systém. Narůstající tlak potlačuje průběh uhlíkové reakce pokud přetlak v ingotu nezpůsobí protržení dosud slabé utuhlé vrstvy oceli pod víkem. Tomuto způsobu potlačení varu oceli v kokile se říká mechanické víkování ingotů.

Jiný způsob potlačení uhlíkové reakce spočívá ve snížení obsahu kysličníku železnatého přidáním desoxidačního prvku, majícího větší afinitu ke kyslíku, než má železo. V běžné praxi se používá k tomuto účelu hlavně křemíku nebo hliníku, a to ve ferosiliciu nebo jako hliník hutní či přetavený ve formě pevné, krupice, granálie, sekaný drát, housky, či ve slitině, ve které je AI zastoupen v hlavním podílu nebo jako hliník či jeho slitina ve formě roztavené.

U tohoto způsobu se dosáhne potlačení varu za cenu vzniku produktů desoxidace v tekuté oceli a část těchto produktů ve formě vměstků je vždy v ingotu zadržena. Běžná praxe tohoto způsobu spočívá buď v prostém přidání ferosilicia na povrch vařící oceli, většinou s mechanickým rozmícháním v oceli, nebo na bázi hliníku či jeho slitin přidáním ve formě hliníkové krupice, granalií či odlitků, nazývaných housky, rqvněž většinou s rozmícháním v oceli, nebo se přidává hliník či jeho slitiny ve formě tekuté. Takovýto způsob se nazývá chemické víkování ingotů.

Výhody mechanického víkování spočívají v získávání ingotů s velmi malým podílem neplastických kysličníkových vměstků a s velmi čistou okrajovou vrstvou ingotu. Nevýhodou tohoto způsobu je velká chemická nestejnorodost v obsahu uhlíku, fosforu, ale hlavně síry, v horní části ingotu proti povrchovým vrstvám ingotu, což způsobuje nutnost, kromě odstřihu výmětu pro rozštěpování vývalku v důsledku špatné plasticity oceli s vysokým obsahem síry, který snižuje výtěžek použitelného výrobku z ingotu, odtřiďovat část výrobku kvůli podřadné jakosti, která pochází z horní části ingotu. Kromě popsaných nevýhod je mechanické víkování velmi pracné, po stránce bezpečnosti a hygieny práce je nevhodné a po stránce organizační je brzdou v současné době již svými možnostmi poddimenzovaných odléváren.

Výhody chemického víkování spočívají ve vysokém výtěžku použitelného výrobku a v rovnoměrnějším rozložení prvků v ingotu. Nevýhodou je však, že pro horší čistotu po stránce vměstkovitosti, lze tento způsob použít u ingotů a výrobků z nich, u kterých tyto vměstky vzniklé po přidání desoxidovadel nejsou na závadu užitných vlastností. Nevýhodou při použití tekutých desoxidovadel je vysoká pracnost při údržbě tavících pícek pro tavení hliníku či jeho slitin, spotřeba energie pro tavení hliníku či jeho slitin a vysoká pracnost a náročnost po bezpečnostní stránce, neboť je nutno přenášet taveninu od pícek ke kokilám obyčejně ve stísněných prostorách odlévacích plošin odléváren. Proto se ve většině našich oceláren od používání tekutého hliníku ěi jeho slitin upustilo a používají se desoxidovadla na bázi hliníku nejvíce ve formě housek. Nevýhodou současného způsobu používání hliníkových housek nebo hliníku ve formě krupice, granálií apod. je ta skutečnost, že přidané množství desoxidovadla se netaví na povrchu proudícího kovu se struskou v kokile najednou v celém objemu, ale postupně, což způsobuje tlumení kokilového varu a při úplném roztavení přidaného desoxidovadla není pohyb oceli již takový, aby jako transportní médium dopravil desoxidační prvek do potřebné hloubky ingotu, přičemž na povrchu natavené dosoxidovadlo v přebytku není využito. To způsobuje, že ve spodních vrstvách ingotu pokračuje uhlíková reakce dále, vytváří vysoký tlak a horní část desoxidovaného kovu není schopna odolat tomuto tlaku, protrhává se, kov vytéká na horní utuhlou vrstvu ingotu a při válcování odpadávají tyto kusy a způsobují ztrátu na výtěžku kovu z ingotu, poruchy a prostoje při válcování.

Hlavní příčinou tohoto stavu je dlouhý časový interval od počátku tavení do úplného roztavení přidaného desoxidovadla na bázi hliníku, což způsobuje postupné tlumení proudění oceli se všemi již popsanými důsledky.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby ingotů z neuklidněné oceli, přičemž se do oceli v průběhu uhlíkové reakce v kokile přidává kusová desoxidační přísada tvaru housek, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se housky pokládají na hladinu neuklidněné oceli svou spodní částí, přičemž horní částí še ponechávají nad i hladinou neuklidněné oceli se struskou.

Způsobem podle vynálezu se na hladinu od kokily ke středu proudící neuklidněné oceli se j vzniklou kokilovou struskou přidá desoxidační i i hliník či jeho slitina v pevném skupenství v kusu nebo kusech ve formě odlitku, to je housky tak, aby při styku s ocelí a struskou nedošlo ke styku s ostrými hranami a ostrými rohy či ostřinámi odlitku housky. To znamená, že ve smyslu vynálezu se housky pokládají na hladinu lázně v kokile tou částí, jíž nutno rozumět spodní část odlitku při lití housek do forem na licím poli. Horní částí nutno rozumět zbývající část odlitku při lití housek do forem na licím poli, u které, na rozdíl od spodní části odlitku se zaoblenými tvary, se vyskytují ostré hrany, rohy a ostřiny.

Pokud je tato rozhodující podmínka splněna, vytvoří se ve stykové části pevné přidané housky s kokilovou struskou či kovem jakoby ochranný ! obal utuhlé strusky či kovu, nedochází k reakci se stále nezmenšenou intenzitou proudící neuklidněné oceli, přidané desoxidovadlo se v ochranném

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Způsob výroby ingotů z neuklidněné ocelí, při němž se do neuklidněné oceli v průběhu uhlíkové reakce v kokile přidává kusová desoxidační přísada tvaru housek, vyznačený tím, že housky se poklá209298 obalu prohřívá a najednou v celém objemu se roztaví. V tom okamžiku dochází k exoreakci s kokilovou struskou, což je signál k rozmíchání nataveného hliníku. Jelikož var neuklidněné oceli dosud vůbec nebyl omezen, je při rozmíchání dosaženo vynikajícího výsledku, neboť desoxidovadlo je dopraveno do potřebné hloubky ingotu intenzivně proudícím kovem při jeho optimálním využití. Interval mezi počátkem tavení a počátkem reakce s neuklidněnou ocelí do ukončení tavení je časově téměř nulový.

   Příklad konkrétního provedení způsobu výroby ingotů podle vynálezu:

   Při odlévání ingotu hmotnosti 4,8 i ΐ. itízkouhlíkaté oceli neuklidněného typu o složení 0,07 % uhlíku, 0,33 % manganu, 0,03 % křemíku, max. 0,015 % fosforu a 0,027 % síty, zbytek železo, byla po 5 minutách kokilového varu přidána 1 houska přetaveného hliníku o hmotnosti 2,4 kg tak, že se stýkala s kokilovou struskou či proudící ocelí pouze spodními zaoblenými tvary, zatímco ostré hrany s ostřinámi zůstaly nad struskou. Tato houska plavala ve strusce 35 s při netlumeném varu oceli. Za tu dobu se ve struskovém obalu hliník zcela natavil, začal reagovat exotermicky se struskou a rozmícháním drátem o průměru 12 mm se zastavil ihned var oceli v kokile. Povrch ingotu se postupně vydouval, ale nedošlo k jeho protržení.

   Způsob, podle vynálezu je možno využívat všude tam, kde se v současnosti používá pro zastavení uhlíkové reakce v kokile všech způsobů používaných pro chemické víkování, ferosiliciem počínaje s hliníkem ve tvaru housek konče.

   VYNÁLEZU dají na hladinu neuklidněné oceli svou spodní částí a horní částí se ponechají nad hladinou neuklidněné oceli se struskou.