YU ISSN 0372-8633

ŽELEZARSKI ZBORNIK
VSEBINA
Arh Jože, J. Triplat — Železarna Jesenice IZKUŠNJE ŽELEZARNE JESENICE PRI IZDELAVI NERJAVNIH JEKEL PO DUPLEKS POSTOPKU EO PEČ - VOD NAPRAVA
Triplat Jože, J. Arh — Železarna Jesenice DOSEŽKI PRI IZDELAVI DINAMO JEKEL V VOD NAPRAVI V ŽELEZARNI JESENICE
Smajič Nijaz — Metalurški inštitut Ljubljana OPTIMIRANJE EOP - VOD POSTOPKA PROIZVODNJE NERJAVNIH JEKEL
Brudar Božidar — Železarna Jesenice MATEMATIČNI MODEL TOPLOTNEGA STANJA LIVNE PONOVCE PRI OGREVANJU IN VLIVANJU
Tehnične novice Marinšek Filip
NOVE ELEKTRO PLOČEVINE V ŽELEZARNI JESENICE
Stran
17
25
31
39
47
LETO 19 ŠT. 2 — 1985
ŽEZB BQ 19 (2) 17- 52 (1985)
IZDAJAJO ŽELEZARNE JESE N I CE,RAVNE,ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT

ZELEZARSKI ZBORNIK
IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 19	LJUBLJANA	JUNIJ 1985
Vsebina:
Stran:
J. Arh, J. Triplat Izkušnje Železarne'Jesenice pri izdelavi nerjavnih jekel po dupleks postopku EO peč VOD naprava	17
UDK:
669.15-194.56:669.183.184 ASM/SLA: SS-1, D7a, D8m
J. Triplat, J. Arh Dosežki pri izdelavi dina-mo jekel v VOD napravi v Železarni Jesenice	25
UDK:
669.183.184:669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn
N. Smajič
Optimiranje EOP — VOD postopka proizvodnje nerjavnih jekel	31
UDK:
669.15-194.56:669.187.2 ASM/SLA: SS-e, 1-73
B. Brudar
Matematični model toplotnega stanja livne ponovce pri ogrevanju in vlivanju	39
UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA: W19b, Dllk, U4j
Inhalt
Seite
Tehnične novice
47
J. Arh, J. Triplat Erfahrungen des Hiittenwer-kes Jesenice bei der Erzeu-gung nichtrostender Stahle nach dem Duplex verfahren LB Ofen - VOD Anlage 17 UDK:
669.15-194.56:669.183.184 ASM/SLA: SS-e, D7a, D8m
J. Triplat, J. Arh Erfolge bei der Erzeugung von Dvnamostahl in der VOD Anlage im Hiitten-»verk Jesenice	25
UDK:
669.183.184:669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn
N. Smajič
Die Optimierung des LBO — VOD Verfahrens der Erzeugung von nichtrostenden Stahlen	31
UDK:
669.15-194.56:669.187.2 ASM/SLA: SS-e, 1-73
B. Brudar
Mathematisches ~ Modeli des Warmezustandes einer Giesspfanne beim Envar-men und Giessen	39
UDK: 621.746:536 ASM/SLA: W19b, Dllk, U4j
Technische Nachrichten 47
Contents
Page
J. Arh, J. Triplat Experiences of Jesenice Ironvvorks in Manufacturing Stainless Steel by the Du-plex Process: Are Furnace — VODSet-up	17
UDK:
669.15-194.56:669.183.184 ASM/SLA: SS-e, D7a, D8m
J. Triplat, J. Arh Achievements in Manufacturing Dynamo Steel in the VOD Equipment in Jesenice Ironvvorks	25
UDK:
669.183.184:669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn
N. Smajič
Optimisation of the Arc-Furnace — VOD Process for Manufacturing Stainless Steel	31
UDK:
669.15-194.56:669.187.2 ASM/SLA: SS-e, 1-73 »
B. Brudar
Mathematical Model of Thermal State of Casting Ladle during Heating and Casting	39
UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA: W19b, Dllk, U4j
Technical News
47
Coiiep-<KaHHe
CTpaHHua
J. Arh, J. Triplat OnbiiiTbi Mera.i.iypriiHe-CKoro lanoaa /Ke.ieiapna Ecemme npn H3roroB.ieHHM uep>KaneHnuii\ crajiefi ,iy-njieKC-npoueccoM ^3-nenb — ycraHOBKa.	17
UDK:
669.15-194.56:669.183.184 ASM/SLA: SS, D7a, D8m
J. Triplat, J. Arh
počilivKtHHH lipil 1ijiotob-
jieHHH umaMH o ti cra.iii b — ycTpoficTBe b MeTajuiyn-rHHecKOM jano.je /Ke.ieiap-Ha Ecemme.	25
UDK:
669.183 184:669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn
N. Smajič
OnTHMinannH npoiuBoa-CTsa CTa.m EOP — cnoco-6om.	31
UDK:
669.15-194.56:669.178.2 ASM/SLA: SS-e, 1-73
B. Brudar
MaTeMaTitbHecKan Moje.ib Ten.ioBoro petima paijiH-BOHHoro KOBuia npn narpe-Be h pai.niBKii.	39
UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA: W19b, Dllk, U4j
TexHHHecKHe hobocth
47
t
■ _ '















■
■ ' ' -



.
• \
o 229280
ŽELEZARSKI ZBORNIK
IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 19	LJUBLJANA	JUNIJ 1985
Izkušnje Železarne Jesenice pri izdelavi nerjavnih jekel po dupleks postopku EO peč — VOD naprava
UDK: 669.15-194:56:669.183.184 ASM/SLA: SS-e, D7a, D8m
Jože Arh, Jože Triplat
Prispevek obravnava izdelavo avstenitnih nerjavnih jekel po dupleks postopku EO peč — VOD naprava. Opisana je izdelava jekla v EO peči, od sestave vložka do izpusta jekla z redukcijo žlindre med prehodom in v ponvi, posnemanje žlindre, priprava za VOD postopek, oksidacija, razogljičenje, redukcija — odžveplanje in degazacija taline.
Opisana je VOD naprava in naprava za legiranje. Navedena je kritična ocena primernosti naprave za zelo širok proizvodni program v železarni Jesenice. Na koncu so navedene še ekonomske in kvalitetne prednosti dupleks postopka izdelave nerjavnih jekel.
UVOD
Železarna Jesenice je po izgradnji hladne valjarne v 1. 1975 močno povečala proizvodnjo nerjavnih jekel. Ta jekla pa smo vse do leta 1984 izdelovali v električni obločni peči na konvencionalen način. Od julija 1984 pa izdelujemo nerjavna jekla vseh vrst po sodobnem VOD postopku oziroma po dupleks postopku EO peč — VOD naprava.
Vse naprave so grajene za izdelavo 65 t tekočega jekla. Tehnologijo izdelave smo osvojili hitro, brez večjih težav. Vsa proizvodnja ene od dveh EO peči teče neprekinjeno po dupleks postopku.
Kratek opis naprave
Naprava sestoji v glavnem iz naslednjih delov:
—	stojišča za vakuumiranje
—	vakuumskih črpalk
—	naprave za legiranje
—	prostora za krmiljenje z merilnimi instrumenti
Stojišče za vakuumiranje sestoji iz vakuumske komore, ki je znotraj zaradi zaščite plašča in zmanjšanja toplotnih izgub obzidana z ognjevarnim materialom. Žerjav prinese ponev s tekočim jeklom in jo postavi v ustrezna ležišča v komoro. Pred tem je treba na ponev preključiti cev za argon. Pri izdelavi nerjavnih jekel pokrijemo ponev z obzidanim pokrovom. Nato zapeljemo
pokrov komore nad komoro in ga spustimo na gumijasto tesnilo, ki leži v ustreznem žlebu in ga pri dvigu pokrova avtomatično zalije voda. Obratno pa se pri spustu pokrova žleb avtomatično izprazni.
Tudi vakuumski pokrov je znotraj obložen s keramičnim ognjevarnim materalom. V notranjosti pokrova je večji vodnohlajeni in manjši odmični vodnohlajeni ščit. Na plašču pokrova je opazovalna odprtina z loputo in TV kamero. Na zgornji strani pokrova je cevni nastavek za kisikovo kopje in za legirni sistem, priprava za dviganje in spuščanje kopja in posoda za legiranje (500 1) z dvojnimi zvonastimi zaporami, ki omogočata legiranje pod vakuumom.
Slika 1
Shematski prikaz VOD naprave
Fig. 1
Scheme of the VOD set-up
Sesalna cev, premera 1200 mm, ki leži v kanalu, pride v navpično cev in povezuje vakuumsko komoro s črpalkami.
Za vakuumiranje celotnega sistema so na voljo vakuumske črpalke, ki sestojijo iz štirih parnih ejektorjev s pripadajočimi kondenzatorji, črpalkama za odsesava-nje hladilne vode, dveh obročnih vodnih črpalk s pripa-
rt
o
dajočim izločevalcem vode ter razdelilcem za vodno paro in hladilno vodo.
Kapaciteta črpalk znaša:
—	vključeni ejektorji 1, 2, 3 A in obročna vodna črpalka I — 200 kg/h pri 0,7 mbar
—	vključeni ejektorji 3 B in obročni vodni črpalki I + 11 - 1500 kg/h pri 54 mbar
Naprava za legiranje sestoji iz dveh silosov po 10 m3 in 8 silosov po 6 m3, ki jih oskrbujemo z zabojniki po viseči progi. Za iznos materiala so pod lunkerji nameščeni magnetni stresalni žlebovi.
Tehtalni silos zapeljemo pod poljubno izbrani silos, napolnimo željeno količino, ki jo nato izpraznimo v vmesni silos. Iz vmesnega silosa teče material preko stresalnega žlebu na trak, ki ga transportira navzgor in preko odmične cevi polni vakuumski legirni sistem ali preko daljše cevi direktno v ponev pri odprtem pokrovu.
Na sliki 1 je shematično predstavljena VOD naprava.
IZDELAVA JEKLA V EO PECl
Pregled posameznih stopenj izdelave jekla v peči je prikazan na sliki 2 za jeklo X 10 CrNiTi 18 9. Vložek je pri naših razmerah sestavljen iz 35 do 50% istovrstnih odpadkov, iz visokoogljičnega ferokroma, feroniklja ali drugih nikljevih surovin in nelegiranega starega železa. Pri takšni sestavi vložka imamo ob raztalitvi od 0,9 do 1,3% C in okrog 0,2% Si. Šarži dodamo cca 45 kg apna/t, tako da imamo pred izlitjem jekla visokobazi-čno žlindro. Z oksidacijo v peči znižamo ogljik na 0,6
STOPNJA IZDELAVE V EO PECI
1. Oksidacija segrevanp nimf
Sestavo vložka Lastni odpad. 34000kg FeCr carb 10000 ' staro ielezo 20 600 • nikelj	3400 '
68 000 kg apno	4 000 '
Temperatura 'C 1530	1670
Čas v mri	30
3 Posnerrarp 4 Transport in žlinte	priprava za
1590 15tO 20
STOPNJA IZDELAVE V VOD KOMORI
Temp 'C 1540 1670 Čas vmr XI
5 Oksidacija v 6 Osdalek FeSi vakuumu	CaO+CaF2
1610 1610 1580 1580 15
7. Redukcija in 8.Fbsnemenje 9. Ifcrektua sestave degazacija	žlindre	in terroerature
Potek sarže 11 5675 X10 Cr Ni Ti 18/9
5topnja izdelave	Kemična sestava jekla v '/.							Žlindra				Dodatki
	C	Si	1*1	S	Cr	Ni	Ti	CrjO	CM)	S1O2	FeO	
1	105	010	0.65	0.024	18 28	823						
2	068	0.35	1.30	0020	17 10	970						
3	0.65	013	142	0 020	1740	977		730	41.7	226	0.7	300kgFeMn , 250kgFeCr 952NirfOi,TOOkg GaO
5	0.03											
6												SOOkgFeSi 75,100kg« I500kg CaO ,6C0kgCoF;
7	003	035	1.55	<1005	1715	954						300kgapna,400kgfeli 100 kg FeCr. lOOkjNi
9	0.06	0.55	1.51	0004	16.95	9.55	0.32					
Končno ortjliza	006	064	152	0004	1705	958	031					
Predpis	005 008	050 075	1.25 175	0.020	1700 19.00	9.50 »50	5xČ					
Slika 2
Stopnje izdelave v EO peči in VOD komori
Fig. 2
Manufacturing stages in the are furnace and the VOD chamber
do 0,8 % C, žaržo istočasno ogrejemo in reduciramo žlindro z mešanico drobnega FeSi in karburita ali koksa.
Šaržo odlijemo pri okrog 1640° v dobro ogreto ponev, skupaj z žlindro. Pri tem pride zaradi intenzivnega mešanja še do dodatne redukcije kroma iz žlindre. Ponev dvignemo na stojišče za posnemanje žlindre in ob pomoči argona posnamemo žlindro. Vsebnost Cr v žlindri se giblje okrog 5 %. Vsebnost Si v jeklu pa je pod 0,10%.
IZDELAVA JEKLA V VAKUUMSKI
KOMORI
Po posnemanju žlindre postavimo ponev v vakuumsko komoro, priključimo argon in dodamo cca 10 kg apna/t za vezanje pri oksidaciji nastale SiOz. Odvisno od kemične analize vzorca, dodamo tudi druge dodatke (FeCr carb., FeMncarb.), tako da spravimo sestavo v takšne meje, da so po redukciji potrebne le manjše korekture, predvsem pa da nam ni treba rabiti dragega FeCr suraffine. Ponev pokrijemo z kot obok zidanim pokrovom, ki ga z vnaprej pripravljenim tesnilnim materialom dobro zatesnimo. Komoro pokrijemo in začnemo evakuirati. Ko dosežemo tlak 300 mbar, začnemo vpihavati kisik na talino. Količino kisika od začetnih
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
o
O.AO
0.30 020 0.10 0
dodatek/, - legur^3-
<
>u d) a
o
UJ
o
§
1700t p = 1b
1700°C p=0.1b
18 19
7» Cr
Slika 3
Odvisnost med Cr in C pri oksidaciji v vakuumu
Fig. 3
Relationship betvveen Cr and C in oxidation in vacuum
900 Nm3/h v stopnjah povečujemo do 1300 NmVh in proti koncu na enak način znižujemo. Večji del oksida-cije do cca 0,2 % C teče le s pomočjo vodnih črpalk. Šele zatem vključimo tretjo stopnjo parnih ejektorjev — ejektor 3 B, ki je z največjo sesalno kapaciteto prirejen le za oksidacijo taline. Oksidacija je končana pri okoli 40 mbar. Vsebnost ogljika je tedaj okrog 0,08 % in v času razogljičenja dalje pada, pri čemer reagira ogljik s kisikom, ker je raztopljen v talini. Čas razogljičenja je odvisen od željene končne vsebnosti ogljika in se giblje od 15 do 25 minut.
Odvisnost med Cr in C pri oksidaciji v VOD komori kaže si. 3
Potek oksidacije in razogličenja nadzorujemo z analizatorjem dimnih plinov, ki je vgrajen za vodnimi črpalkami. Merilna celica je trden elektrolit in kaže razmerje C0/C02 v odvodnih plinih. Potek oksidacije z merjenim razmerja C0/C02 v odvodnih plinih s Pat-metrom je prikazan na sliki 4.
70 t (min)
10-0.8 06 OA 02
i kisik I zaprt
III
50
70 min
Slika 4
Potek oksidacije z merjenjem razmerja C0/C02 v odvodnih plinih s Pat-metrom
Fig. 4
Course of oxidation due to CO/CO2 measurements in flue gases by the Pat-meter
Na začetku oksidacije reagira s kisikom silicij. V drugem delu teče intenzivna oksidacija ogljika. Razmerje C0/C02 doseže največjo vrednost. Proti koncu oksidacije narašča delež CO: v odvodnih plinih, in ko začne krivulja padati, to je pri cca 0,08 % C, prenehamo s pihanjem kisika. Oksidacija traja pri naših razmerah od 45 do 60 minut.
V času nadaijnega razogljičenja, ki teče ob izkuha-vanju z v talini raztopljenim kisikom in ostankom ogljika, se na merilcu spet pokaže narastek razmerja CO/ CO:.
Proces oksidacije je eksotermen. Pomeni, da temperatura taline naraste, odvisno od začetne vsebnosti C in Si, od začetne temperature in od tega, kdaj prenehamo
pihati kisik. Normalen prirastek temperature je od 120 do 160°C.
Po končanem izkuhavanju odpremo komoro in skozi centralno odprtino zidanega pokrova vzamemo vzorec za analizo, izmerimo temperaturo in dodamo potrebne dodatke za redukcijo (FeSi) in tvorjenje žlindre. Pri tem znaša poraba Si za redukcijo 9,2 do 11 kg/t pri jeklih z normalno vsebnostjo ogljika. Vakuumsko komoro ponovno pokrijemo. Med nadaljnjo obdelavo tečejo redukcijske reakcije in reakcije odžveplanja. Po končani redukciji je žlindra bela in razpade.
Šele po končani redukciji in degazaciji, ki traja od 20 do 25 minut, odkrijemo ponev in, odvisno od analize vzorca in temperature taline, izvedemo korekturo sestave. Če je potrebno, talilno hladimo z dodatki valjavni-ških odrezkov iste vrste jekla.
Pri jeklih, ki so legirana s titanom, takoj po končani redukciji posnamemo žlindro in na golo talino dodatkom apna za zatrditev ostankov žlindre legiramo s fero-titanom. Po tem, ko smo nastavili pravilno livno temperaturo, je postopek končan.
TRAJANJE VOD POSTOPKA
Postopek izdelave jekla v vakuumski komori je razmeroma dolg. Že posamezne tehnološke faze, kot so oksidacija, razogljičenje, redukcije, posnemanje žlindre, legiranje, nastavitev temperature zahtevajo, kot je razvidno s slike 2, do 140 minut pri nestabiliziranih jeklih in do 160 minut pri s titanom legiranih jeklih. K temu je treba dodati še čas za posnemanje žlindre po prebodu, transport in pripravo ponve za oksidacijo, odpiranje in zapiranje naprave, jemanje vzorcev in merjenje temperature, tako da se giblje skupni čas od 175 minut pri nestabiliziranih do 195 minut pri s titanom legiranih jeklih.
Pri jeklih z nizko vsebnostjo ogljika se čas izdelave zaradi daljše faze razogljičenja in čakanja na analizo, ker je treba preveriti vsebnost ogljika, podaljša še za okrog 20 minut.
K temu je nujno treba dodati še čas, ki je potreben za pripravo VOD naprave za naslednjo šaržo, kamor spada čiščenje vakuumskega pokrova od svinje, ki nastane pri oksidaciji, menjavo kopja, pripravo tesnilne mase, čiščenje zidanega pokrova in podobno.
Ti časi se sedaj skladajo s »tap to tap« časom peči, ki dela po dupleks postopku.
Pri UHP peči pa bo nujno nastal problem, kako uskladiti delo v peči in v VOD komori.
Primerjava konvencionalnega načina izdelave s
postopkom EO peč — VOD
Izdelava nerjavnih jekel po dupleks postopku EO peč — VOD je takoj pokazala številne prednosti v primerjavi s starim načinom izdelave. Te so naslednje:
—	za cca 1 uro krajši postopek izdelave jekla v peči
—	znatno manjša obremenitev EO peči, saj znašajo prebodne temperature od 1640 do 1700 °C
—	uporaba skoraj izključno FeCr carbure v vložku in za legiranje
—	znatno manjše izgube kroma v peči in visok izkoristek kroma pri VOD postopku (97 %)
—	prihranek kroma in niklja zaradi možnosti nastavitve kemične sestave blizu spodnje analizne meje
—	znatno nižje vsebnosti žvepla v končni analizi
—	lepše površine izvaljanih slabov z manj odbrusa pri čiščenju, kar še zlasti velja za feritna jekla in jekla, legirana s titanom
—	visok izkoristek titana, ki se giblje od 70 do 80 %.
ŽEL E Z APNA JESENICE - PO
Slika 5
Primerjava rezultatov izdelave nerjavnih jekel po konvencional-nem in VOD postopku
Fig. 5
Comparison of results of manufacturing stainless steel by the conventional and the VOD process
Primerjava porazdelitve za C, Cr, Ni, P in S za kon-vencionalni in VOD postopek izdelave jekla X 10 Cr NiTi 189 je prikazana na sliki 5 in v tabeli 1.
Primerjava kemične sestave iste vrste jekel, izdelanih po konvencionalnem in dupleks postopku, kaže, da se je predvsem pri kromu in tudi pri niklju močno zmanjšal raztros vrednosti (o), kar kaže na večjo zanesljivost izdelave po VOD postopku. Srednje vrednosti X za Cr in Ni so sedaj nekoliko višje kot preje, vzrok za to pa je v predpisu za analizne meje, ki so bile prej ožje. Pri fosforju še ni vidnega napredka pri zmanjševanju vsebnosti tega elementa. Opazne pa so razlike v vsebnosti žvepla. VOD postopek omogoča odlično razžvepla-nje jekla, če je le reakcijski prostor dovolj velik, da je omogočeno intenzivno mešanje jekla z žlindro.
V decembru 1984 in januarju 1985 smo z dobrim delom dosegli v povprečju 85,6 % stopnjo odžveplanja v mejah od 75 do 95 %. Najnižje doslej dosežene vrednosti so pri 0,001 % S. Če naj žveplo kaže kvaliteto dela, potem je iz meseca v mesec viden napredek, kakor je razvidno iz tabele 2.
Prav zmanjšanje raztrosa pa kaže, da je možen premik analiznih mej za Cr in Ni k nižjim vrednostim.
Za bolj natančno zadevanje analiznih mej pa mora biti dana možnost za tehtanje jekla v ponvi, kar ta čas še ni izvedljivo. Pa tudi nikelj mora biti na razpolago v granulirani obliki, da so korekture lahko bolj natančne.
Tabela 2
Mesec	n	X(%)	CT (%)
julij — oktober 1984	52	0,0088	0,0061
november	20	0,0104	0,0062
december	22	0,0045	0,0036
januar — maj 1985	47	0,0045	0,0028
PRIMERNOST VOD NAPRAVE ZA IZDELAVO
RAZLIČNIH VRST JEKEL
Glavni del proizvodnje elektro jeklarne železarne Jesenic obsega dinamo jekla, nerjavna jekla, malo in mikrolegirana jekla, ki jih vsa izdelujemo po dupleks postopku, v vakuumski komori pa po VOD ali VD postopku. Izdelava tako različnih vrst jekel na isti napravi predstavlja nekaj težav. Zahteve do konstrukcijskih rešitev na napravi so zaradi različne tehnologije pri posameznih vrstah jekel različne. Gre predvsem za izvedbo vakuumskega pokrova, za kisikovo kopje, za naprave za legiranje v globokem vakuumu in za možnosti jemanja vzorcev ter merjenja temperature.
Pri izdelavi nerjavnih jekel naj bi bil vakuumski pokrov kar se da enostaven in opremljen le s kisikovim kopjem. Zaradi brizganja taline skozi pokrov ponovce v času oksidacije se namreč na premakljivi sevalni zaščiti nabere večja svinja, ki onemogoča legiranje skozi legir-ni sistem, dokler le-te ne očistimo, kar pa je zaradi visoke temperature in plinov pod pokrovom takoj po oksi-daciji težko izvedljivo. Zaradi tega se je pri izdelavi nerjavnih jekel uveljavil način legiranja pri odprti komori po zunanji cevi direktno v ponev. Tudi vzorce za analizo je mogoče jemati pri odprti komori, kar velja tudi za merjenje temperature.
Tudi dinamo jekla izdelujemo po VOD postopku, saj je pri vsaki šarži potrebno pihanje kisika za znižanje vsebnosti ogljika, pa tudi za ogrevanje taline v primeru prenizke začetne temperature. Obenem pa mora biti dana možnost legiranja velikih količin ferosilicija, apna in jedavca takoj za razogljičenjem v globokem vakuumu, možnost merjenja temperature in jemanja vzorcev. Na obstoječi napravi ni mogoče jemati vzorcev in meriti temperaturo pod vakuumom, zaradi česar procesa ne moremo voditi optimalno.
Podobno velja tudi za izdelavo vseh drugih vrst jekel, ki jih v drugi fazi rafiniramo in dolegiramo v vakuumski komori. Za izvedbo dezoksidacije, degazacije, odžveplanja, za natančno zadevanje kemične sestave in
Tabela 1
KONVENCIONALNO	VOD
		predpis (%)	n	X (%)	CT (%)	predpis (%)	n	X (»/o)	CT (%)
C 4582	Cr	17,3 -18,0	9	18,04	0,755	17,0-19,0	14	17,51	0,59
X10CrNiNbl8/9	Ni	9,25- 9,75	9	9,25	0,351	9,5-10,5	14	9,62	0,41
	P		9	0,035	0,0047	maks. 0,030	14	0,031	0,0026
	S		9	0,011	0,003	maks 0,020	14	0,006	0,0024
C 4572	Cr	17,3 -18,0	11	17,50	1,68	17 -19,0	7	17,89	0,70
X10CrNiTil8/9	Ni	9,25- 9,75	11	9,65	0,303	9,5-10,5	7	9,89	0,216
	P		11	0,033	0,003	maks. 0,030	7	0,0315	0,0034
	S		11	0,009	0,004	maks. 0,020	7	0,0035	0,0017
C 4580	Cr	17,3 -18,0	22	17,01	3,99	17,5-19,0	28	18,00	0,54
X5CrNil8/9	Ni	8,5 - 9,0	22	8,81	2,03	8,5- 9,5	28	8,96	0,52
	P		22	0,030	0,003	maks. 0,030	28	0,033	0,003
	S		22	0,014	0,005	maks. 0,020	28	0,0077	0,007
pravilne livne temperature mora biti dana poleg možnosti legiranja tudi možnost jemanja vzorcev in merjenja temperature pod vakuumom.
Iz izkušenj lahko trdimo, da bi potrebovali pri tako različnem kvalitetnem programu dva različno izvedena vakuumska pokrova, in sicer:
—	za oksidacijo nerjavnih jekel zelo enostaven pokrov, znotraj obzidan, opremljen le s kisikovim kopjem in brez drugih nepotrebnih odprtin
—	za izdelavo vseh drugih vrst jekel pa naj bi bil pokrov opremljen s kisikovim kopjem, s sistemom za legiranje v vakuumu ter z opremo za jemanje vzorcev in merjenje temperature.
Vodenje procesa bi bilo tako hitrejše in zanesljvejše.
KISIKOVO KOPJE
Pri naši napravi smo se odločili za odgorljiva kisiko-va kopja. Preizkusili smo dve različni izvedbi, in sicer navadno šivno cev, ki smo jo oplaščili z bazičnim ognje-varnim materialom na osnovi MgO. Pokazalo se je, da takšno kopje neenakomerno odgoreva, pomika kopja ni mogoče kontrolirati, zato so bili tudi izkoristki kisika neenakomerni in pod 50 %. Poleg tega so bila kopja težka in za menjavo smo rabili žerjav.
Danes uporabljamo le neoplaščene »Shinto« cevi, premera 1 1/4", ki so se zelo dobro obnesle. Odgoreva-nje je majhno, vodenje procesa zanesljivo, tako da jemanje vzorcev po oksidaciji ni več nujno potrebno. Izkoristek kisika se giblje od 53 do 56 %. Cevi so lahke in menjavo lahko opravijo delavci brez pomoči žerjava. Ena cev zadošča za oksidacijo dveh do treh šarž.
PONVE ZA VOD POSTOPEK
Za uspešen potek vakuumskega postopka so ponve, predvsem pa zanesljivo delovanje argonskega kamna bistvenega pomena. Da to zagotovimo, menjamo argon-ski kamen za vsako šaržo nerjavnega jekla; pri šaržah z degazacijo pa po dveh ali treh šaržah, odvisno od obrabe in propustnosti.
Školjka z argonskim kamnom je postavljena ekscen-trično, kar se negativno odraža na obrabi stene v žlindr-ni coni, ki je na strani argonskega kamna večja. Pri oksidaciji nastajajoča SiO: na tem mestu močneje najeda obzidavo. Ce pa je argonski kamen nameščen v sredini dna, potem se apno pri enaki dodani količini kot ščit odrine k obzidavi.
Obstoječe ponve so za 65 t tekočega jekla nekoliko premajhne. Prosta višina nad talino je največkrat manjša od 1000 mm, po izkušnjah pa naj bi znašale vsaj 1200 mm. Pomagamo si tako, da imamo v času redukcije in odžveplanja, ko naj bo mešanje žlindre in jekla najbolj intenzivno, ponev še dalje pokrito z obzidanim pokrovom.
Za nemoteno in hitro delo morata biti v rabi stalno dve ponvi, tretja pa mora biti vroča, v pripravljenosti. Ker je ena ponev stalno na zidanju in ena navadno na popravilu, je treba imeti vsaj pet ponev, da se izognemo nepotrebnim zastojem.
Na sliki 6 je prikazan način obzidave VOD ponve. Za obzidavo delovnega sloja, smo doslej uporabili oziroma preizkusili razne vrste ognjevarnih materialov različnih proizvajalcev. V prvem letu smo zaradi enostavnejšega načina zidanja delali le s krommagnezitnimi materiali. V začetku leta 1985 pa smo naredili prve poskuse s keramično vezanim dolomitom, firme VViilfrath.
(j>3100
EŠŠl samot Y//A magnezii 1 I dolomit
Slika 6
Shematski prikaz obzidave ponovc
Fig. 6 Scheme of ladle lining
Zaključki
Od julija 1984 izdelujemo na Jesenicah vse vrste nerjavnih jekel po dupleks postopku EO peč — VOD postopek. VOD naprava je zgrajena za obdelavo 65 t tekočega jekla. VOD napravi je priključena tudi naprava za legiranje z desetimi silosi. Legiranje je možno pod vakuumom, kakor tudi pri odprti ponvi. Vakuumske črpalke sestojijo iz dveh obročnih vodnih črpalk in štirih parnih ejektorjev. Sesalna moč je prirejena tehnološkim zahtevam (VOD postopek ali degazacija). Začetne vsebnosti ogljika so v mejah od 0,9 do 1,3 % C. V peči oksi-diramo talino na 0,6 do 0,8 % C, jo ogrejemo in po redukciji žlindre odlijemo v bazično obzidano in dobro ogreto ponev. Iz ponve posnamemo žlindro in jo postavimo v vakuumsko komoro. Na rob ponve nanesemo tesnilno bazično malto in jo pokrijemo z obzidanim pokrovom. Ta ščitni pokrov ostane na ponvi tudi po oksidaciji in omogoča temeljito mešanje jekla in žlindre v času redukcije, tako da je mogoče dosegati zelo majhne vsebnosti žvepla. Po odžveplanju odstranimo zidani pokrov, dodamo potrebne legure in nastavimo pravilno li-vno temperaturo.
Postopek smo zelo hitro vpeljali, tako delavci pri peči, kot tudi tisti, ki upravljajo z VOD napravo.
Prednosti proizvodnje nerjavnih jekel po dupleks postopku so ekonomsko nedvoumne.
Cenen vložek, visok izkoristek kroma, višja storilnost peči, znatno manjša obremenitev peči, možnost nastavitve kemične sestave na spodnji analizni meji, visoka stopnja odžveplanja, v povprečju 85 %, majhne končne vsebnosti žvepla, do 0,001%, ter boljša površina blokov so najbolj pomembne prednosti tega postopka.
Pri obzidavi ponev se je dobro obnesla krommagne-zitna, pa tudi dolomitna obzidava. Tudi z vpeljavo mešanja z argonom skozi dno nismo imeli posebnih težav. Vpeljani sistem (Didier) je zanesljiv v delovanju, zahteva pa visoko delovno disciplino.
<i 2700
ŽEZB 19 (1985) Slev. 2 Izkušnje Železarne Jesenice pri izdelavi nerjavnih jekel po dupieks poslopku EO peč — VOD naprava
ZUSAMMENFASSUNG
Ab Juli 1984 vverden in Jesenice alle Sorten nichtrostender Stahle nach dem Duplex Verfahren LBO — VOD Verfahren er-zeugt. Die VOD Anlage ist fur 65 t fliissig Stahl ausgelegt. Der VOD Anlage ist eine Legierungsanlage mit zehn Bunkern an-geschlossen. Das Legieren kann unter Vakuum wie auch bei offener Pfanne erfolgen. Der Vakuumerzeuger besteht aus zwei Wasserringpumpen und vier Dampfstrahlern. Die Sau-gleistung der Strahler sowie der Wasserringpumpen ist auf den jeweiligen Betgrieb der Anlage (VOD — oder Entgasungsbe-trieb) abgestimmt. Die Einlaufkohlenstoffgehalte liegen in den Grenzen von 0,9 bis 1,3 % C. Die Schmelze wird im Ofen auf 0,6 bis 0,8 % C gefrischt, Warmgefahren und nach der Schlak-kenreduiction in eine heisse basisch zugestellte Pfanne abge-stochen. Die Pfanne wird abgeschlakt und in das Gefass ge-setzt. Der Pfannenrand wird mit einem basischen Mortel ver-sehen und ein Spritzdeckel dicht aufgesetzt. Der Spritzdeckel bleibt auf der Pfanne auch nach der Frischperiode liegen und ermoglicht eine griindliche Umwalzung und ein intensives Mi-schen von Stahl und Schlacke vvahrend der Reduktionsbe-handlung so, dass sehr niedrige Endschvvefelgehalte eingestellt werden konnen. Nach der Entschwefelung wird der Schutz-
deckel abgenommen, die notigen Legierungen werden zuge-setzt und die Giesstemperatur eingestellt.
Das Verfahren ist sowohl von den Ofenleuten, wie auch von der die VOD Anlage bedienenden Mannschaft sehr schnell eingefiihrt worden.
Die Vorteile der Erzeugung nichtrostender Stahle nach dem Duplex Verfahren sind von vvirtschaftlicher Seite eindeu-tig. Billiger Einsatz, hohes Ausbringen von Chrom, hohere Ofenleistung, wesentlich kleinere Ofenbeanspruchung, Einhal-tung der chemischen Zusammensetzung an der unteren Analy-sengrenze hoher Entschvvefelungsgrad von im Mittel 85 % tiefe Endschwefelgehalte bis 0,001 %, wie bessere Oberflachenbe-schaffenheit der Brammen, sind die bedeutendsten Vorteile dieses Verfahrens.
Was die Pfannen betrift hat sich sowohl die chrommagnesiti-sche wie auch die dolomitische Zustellung gut bewahrt. Auch mit der Einfiihrung der Argonspulung durch den Boden haben wir keine grossen Schwierigkeiten gehabt. Das eingefiihrte Sy-stem (Didier) ist sicher im der Funktion, verlangt jedoch eine hohe Arbeitsdisziplin.
SUMMARY
Since July 1984 ali stainless steel is manufactured in the Jesenice Ironvvorks by the duplex process are furnace-VOD. The VOD equipment is constructed to treat 65 t of molten steel. It is Combined with the equipment foralloying having 10 silo. Alloying can be performed either in vacuum or in an open ladle. Vacuum pumps consist of two ring water pumps and four vapour ejeetors. The suetion capacity is adjusted to the technological demands (VOD process or degassing). Initial carbon contents are between 0.9 and 1.3 % C. In the furnace, melt is oxidized to 0.6 to 0.8 % C, heated, and after the reduction of slag it is poured into basic lined and well heated ladle. In the ladle slag is skimmed and then the ladle is placed into the vacuum chamber. The ladle edge is covered vvith basic sealing mortar and the ladle is covered vvith a lined cover. This protective cover remains on the ladle also after the oxidation and enables efficient mixing of steel and slag during the reduction period, thus very lovv sulphur contents can be achieved. After the desulphurisation the cover is removed, necessary al-loys are added and the right casting temperature is set.
The whole process was very quickly introduced by the vvorkers at the furnace and by the operators of the VOD set-up.
Advantages of manufacturing stainless steel by the duplex process are from the economic viewpoint beyond ali ques-tions.
Cheap charge, high chromium yield, high furnace output, essentially lovver furnace Ioading, possibility to set the chemi-cal composition on the lower limit of the interval, high degree of desulphurization being in average 85 %, lovv final sulphur contents down to 0.001 % S. and better surface of ingots, are the most important advantages of this process.
For the ladle lining the chrome-magnesite as well as the dolomitic lining proved to be suitable. Also the introuetion of mixing vvith argon through the bottom did not present any special difficulties. The introduced Didier system is reliable in operation but it demands high vvorking discipline.
3AKJTIOMEHHE
hamhhaa c niecstua HtojibHst 1984 roaa b \teTajtJiyprHHe-ckom 3abozte >Kejte3apHa Ecemme BbinoJiHHexca H3r0T0Bjie-HHe Bcex copTOB Hep>KaBetoiueH CTajiH aynaeKC npoueccoM EO nenb — VOD cnoco6. VOD — ycTpoficTBO C00py»eH0 AJiH o6pa6oTKH 65 t. »hhkoh CTajiH. K ycTpoScTBy VOD npn-KJibtoHeHO TaK»e npHcnoco6jteHHe mjih jiernpoBaHHH c neca-Tbto CHJiocaMH. JlerHpoBaHHe mojkho BbinoJiHSTb noa BaKy-yMOM, a TaKJKe b oktphtom KOBtne. BaicyyMHbie Hacocbi co-ctoht H3 aByx ceKttHOHHbix Boa»Hbix HacocoB h neTbipex na-pOBbIX HHHCeKTOpOB. BcaCbIBaeMOCTb HaxOJIHTbCH b COOTBeT-ctbhh c TexH0Ji0rHHecKHMH Tpe6oBaHH$imh (VOD — cnoco6 h jih yjtajieHne ra3a). HanajtbHoe conepjKaHHe yrjiepoaa Haxo-HHTbca b rpaHHitax ot 0,9 ao 1,3% C. OKHCJteHHyto b neHH CTajib Ha coaep>KaHHe ot 0,6 no 0,8 % C corpeevt h, nocjie boc-CTaHOBJieHHH tujtaKa, OTOJtbeM pacnjiaB b kobui o6MypoBaH-HblH C ochobhoh (J)yTepOBKOH. H3 KOBLUa CKaMHBSeM UIJiaK h nocTaBHM ero b BaKyyMHyto KaMepy. Ha Kpafi KOBLua HaKJia-UblBaeTCH ynjlOTHHTejtbHbIH OCHOBHOH paCTBOp h kobui 3a-kpbibaetca c o6MypoBaHHofi kpmiiikoh. 3Ta npejjoxpaHHTe-nbHaa KpbiuiKa ocTaeTca Ha KOBtne TaK)Ke nocjie OKHCJteHHJt h aaeT B03M0»H0CTb hjih 0CH0BaTejibH0r0 nepeMeutHBaHHSi
CTajiH h LUjtaKa bo Bpe.Nta BoccTaHOBJieHHst, a TaK»e jijih nojty-neHHH oneHb HH3Koro coaepjKaHHsi cepw. nocjie nepeMeuiHBa-hhh AJiH yjiajieHHH cepbi o6MypoBaHHaa KpbiutKa CHHNiaeTCst, nocjiejiyeT jtentpoBaHHe h HacTpoiiKa Ha C00TBeTCTBeHH0 npaBHjtbHyio TeMnepaTypy. Cnoco6 6btJi ycBoeH oneHb 6bi-CTpo, KaK co CTopoHbi pa6owHX, K0T0pbie o6cjiyjKHBatOT nenb h TaK>Ke Tex, KOTOpbie ynpaBJKnoT BaKyy\iHbiM KOBtueM.
C 3KOHOMHteCKOH TOHKH 3peHHH npOH3BOJICTBO Hep)Ka-BeiomHX CTajteti aynjreKC npoueccoM HecoMHeHHbi.
iJeuteBaa uiHXTa, 6oJtbiiioH Bbixon xpoxta, BbicoKaa npoH3-BOztHTeJtbHocTb nenu, 3HaHHTeJtbHO y\!eHbuieHHasi Harpy3Ka neHH, B03M0)KH0CTb HaCTpOHKH XH.MHHeCKOrO COCTaBa Ha HH^CHeM npejiejte, BbicoKast CTeneHb yaajtehhsj cepbi b cpen-hem 85 % npn kohchhom coaep>KaHHio ao 0,001 %, tame 60-jtee jtyHuta>i noBepxHocTb cjihtkob cocTaBJtstioT co6ofi npe-HMymecTBa 3Toro aynjieKC-npouecca.
KaK <{)yTepoBKa kobhje onpaBaajta xp0M0MarHe3HTHaa KaK h jtojtOMHTOBast o6MypoBKa. TaK)Ke He 6bijto 3aTpyaHeHHH npn BBeaeHHH CNteutHBaHHst c aproHOM nepe3 uho KOBLua. BBe-aeHHast CHCTe.vta no Didier Haae«Ha, xoth Tpe6yeT BbicoKyto aHCUHnnHHy.
SLOVENSKE ŽELEZARNE
Cesta železarjev 8, telefon (064) 81-231, 81-241, 81-441, telex 34526 ZELJSN
IZDELUJE:
debelo, srednjo in tanko pločevino dinamo trakove in pločevino hladno valjane trakove in pločevino vlečeno, brušeno in luščeno jeklo vlečeno žico
vlečeno žico — patentirano
pleteno patentirano žico za prednapeti
beton
hladno oblikovane profile
cestne varnostne ograje kovinske podboje za vrata dodajni material za varjenje žičnike
jeklene odlitke tehnične pline
NUDIMO TUDI USLUGE:
prevaljanja, vlečenja, iztiskavanja in toplotne obdelave pločevin in žice





Dosežki pri izdelavi dinamo jekel v VOD napravi v železarni Jesenice
UDK: 669.183.184: 669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn
Jože Triplat, Jože Arh
VOD naprava v Jeklarni I je zgrajena z namenom poleg izdelave nerjavnih jekel, tudi za izdelavo dinamo jekel. Ta postopek je v svetu silno redko uporabljen, zato praktično ni bilo na voljo nobenih pravih referenc. Enak postopek načrtujemo tudi v novi Jeklarni II.
Proizvodnja v že zgrajeni napravi nam je uspešno stekla. Dosegamo sledeče rezultate:
—	postopek izdelave v peči je krajši in enostavnejši
—	izognemo se močni oksidaciji taline
—	v končno izdelanem jeklu po VOD obdelavi dosežemo občutno nižje količine C in sicer med 0,005 in 0,015 % C
—	za legiranje uporabljamo cenejše surovine
—	izločili smo uporabo CaSi
—	zanesljivost izdelave jekla je večja
—	raztros vsebnosti kemičnih elementov je manjši
—	stopnja razžveplanja v VOD je med 70 in 90 %
—	livnost jekla je odlična
—	predelovalne lastnosti jekla so dobre
—	tehnologija izdelave jekla je enostavna in zanesljiva
—	razširitev proizvodnega programa
Doseženi rezultati so potrdilo naše pravilne usmerjenosti glede izbire agregatov v novi Jeklarni II, kjer bo VOD glavni agregat za izdelavo jekel (nerjavnih, dinamo jekel), pri čemer dinamo jekla predstavljajo glavni delež proizvodnje.
I. UVOD
1. Kemična analiza dinamo jekla
Značilno za dinamo jeklo je zelo nizka količina C v končni kemični analizi in visoka količina Si in Al. Povprečna predpisana kemična analiza teh jekel je navedena v tabeli št. 1.
Glede na predpisano vsebnost elementov — predvsem nizka količina ogljika — se v tehnološkem smislu nahajamo v specifični situaciji. V fazi oksidacije v jeklu imamo prisotno zelo veliko količino aktivnega kisika; v fazi rafinacije pa v to oksidirano talino dodamo veliko količino močnih dezoksidantov. Posledica tega je nastanek velike količine nekovinskih vključkov v jeklu, ki negativno vplivajo na lastnosti jekla, kot so:
—	livnost
—	čistoča
—	predelovalnost
V tabeli št. 1 je naveden predpis za končno kemično analizo za:
—	klasično tehnologijo izdelave dinamo jekel in
—	duplex tehnologijo izdelave dinamo jekla; to je kombinacija elektroobločna peč in VOD postopek.
Tabela 1: Analizni predpis za dinamo jeklo
Table I : Analysis Regulation for Dvnamo Steel
Element	Klasično	VOD
C	0.035	0.015
Si	1.80	1.80
Mn	0.35	0.25
S	0.015	0.010
Al	0.25	0.25
2.	Mesto železarne Jesenice pri proizvodnji dinamo jekla
Železarna Jesenice je edini proizvajalec dinamo jekel v Jugoslaviji. Izdelava teh jekel po duplex tehnologiji v kombinaciji EOP in VOD postopka je noviteta oz. železarna Jesenice je med redkimi proizvajalci v svetu.
Glede na to je bila celotna tehnologija izdelave dinamo jekel po VOD postopku osvojena doma oz. je plod dela, znanja in izkušenj v železarni Jesenice. V literaturi in iz tujih referenc praktično ni mogoče dobiti nobenih zanesljivih podatkov in rezultatov o izdelavi dinamo jekel po VOD postopku. Po drugi strani pa ta proizvod, t. j. dinamo jeklo predstavlja danes pomemben proizvod železarne Jesenice, še bolj pa v bodočnosti. V novi jeklarni II bomo dinamo jeklo izdelovali po enaki tehnologiji. Rezultati, doseženi na VOD napravi v jeklarni I, so potrdilo o pravilnosti izbire postopka.
3.	Namen uporabe dinamo jekla
Dinamo jekla so namenjena za izdelavo pločevine, ki se vgrajuje v različne naprave (motorje, generatorje . ..). Električne oz. elektromagnetne lastnosti pločevine morajo ustrezati zahtevanim lastnostim električnih aparatov (induktivnost, magnetne izgube . ..)
II TEHNOLOGIJA IZDELAVE DINAMO JEKLA
1.	Primerjava med klasično (pečno) tehnologijo in novo VOD tehnologijo
Železarna Jesenice ima že dolgoletno tradicijo pri izdelavi dinamo jekel in to predstavlja pomemben artikel v njenem proizvodnem programu.
Tehnologija izdelave dinamo jekla po klasičnem pe-čnem načinu izdelave je sicer osvojena, vendar se je z izgradnjo VOD naprave izoblikovala nova tehnologija, ki ima v primerjavi s klasično nekatere prednosti.
2.	Kratek opis tehnoloških faz po klasičnem postopku
Glavne tehnološke faze klasične tehnologije izdelave dinamo jekla v elektropeči so:
—	močna oksidacija v peči
—	preddezoksidacija in rafinacija v peči
—	gretje na predpisano temperaturo
—	prebod
—	legiranje, odžveplanje, rafinacija v ponovci, nastavljanje livne temperature
Glavne pomanjkljivosti oz. negativne karakteristike te tehnologije so:
—	izredno močna oksidacija jekla (veliki odgori Fe, Mn, veliko kisika v jeklu)
—	težavno doseganje analizno predpisane količine ogljika v končni kemični analizi (C <0,035 %)
—	veliki odgori legirnih elementov (Si, Al)
—	uporaba dragih legirnih elementov (FeSi metal)
—	uporaba CaSi
3. Opis izdelave dinamo jekel po VOD postopku
Z izgradno VOD naprave se je izoblikovala nova tehnologija, s katero se izognemo nekaterim pomanjkljivostim stare tehnologije.
Potek VOD tehnologije je takle:
3.1	Postopek izdelave dinamo jekla v prvi fazi, t. j. izdelava v EOP je prikazana na sliki št. I. Na diagramu so prikazani parametri:
—	temperatura
—	koncentracija C, Mn, S
v odvisnosti od časa.
Celotno fazo delimo na tri krajše faze:
I	— jemanje prvega vzorca, ogrevanje, dodatek FeMn
II	— oksidacija
III	— gretje na prebodno temperaturo s prebodom
V primerjavi s klasičnim načinom izdelave dinamo
jekla imamo naslednje prednosti:
—	oksidacija v peči je zmernejša
—	postopek je enostavnejši in zanesljivejši
Nekoliko neugodne pa so visoke prebodne temperature (ca. 1760° C).
3.2	Druga faza je predpriprava ponovce s tekočim jeklom, ki sestoji iz:
I	— jemanje vzorca po prebodu
II	— posnemanje žlindre iz ponovce
III	— dodatki za tvorbo nove žlindre, meritev temperature, . . .
0 10 20 30 IG 50 Cas ( min ) Slika 1
Razmere pri izdelavi dinamo jekla za VOD v peči
Fig. I
Conditions of dynamo steel manufacturing for VOD in the fur-
Cas (min) Slika 2
Razmere pri izdelavi dinamo jekla v VOD (potek koncentracije elementov)
Fig. 2
Conditions of dynamo steel manufacturing in VOD (changing of the element concentrations)
160C
1750
1700
1650
1600
1550
1500
Tabela 2: Povečanje hitrosti žarjenja VOD dinamo jekla
Table 2: Increasing the Annealing rate of VOD Dynamo Steel
20 30
Čas ( min )
Slika 3
Potek temperature in tlaka pri izdelavi dinamo jekla v VOD
Fig. 3
Temperature and pressure variations during the dynamo steel manufacturing in VOD
3.3 Tretja faza je obdelava jekla v VOD. Potek te faze je shematično prikazan na sliki št. 2 in št. 3.
Slika 2 prikazuje časovni potek koncentracije kemičnih elementov, t. j. Al, Si, Mn, C, S.
Slika 3 prikazuje časovni potek temperature in tlaka v VOD komori.
Poudariti je potrebno, da je postopek izdelave dinamo jekla v VOD z izjemo legiranja endotermni proces, kjer je zaznaven stalen padec temperature. Zato smo časovno omejeni in je potrebno tehnološke faze izredno natančno voditi, če želimo doseči željene rezultate. Normalni čas trajanja izdelave šarže od preboda do vlivanja je ca. 60 minut. V tem času naredimo naslednje tehnološke operacije:
—	prebod in predpriprava
—	razogljičenje jekla
—	legiranje Si in Al
—	rafinacija, razplivanje in razžveplanje
Na sliki št. 2 je faza razogljičenja označena kot IV in faza rafinacije, razplinjanja in razžveplanja kot V.
Opis faze razogljičenja:
Po prebodu in posnetju pečne žlindre iz ponovce izpostavimo jeklo vplivu znižanega tlaka (glej sliko 3). Pri tem v jeklu raztopljeni aktivni kisik reagira z raztopljenim ogljikom in jeklo se razogljiči do najnižjih vsebnosti ogljika (ca. 0,005 %). Čas trajanja faze razogljičenja je 15—20 minut. Ko je faza razogljičenja končana, sledi legiranje s Si in Al, razplinjenje in razžveplanje.
Opis faze rafinacije, razplinjanja in razžveplanja:
Si, Al dodajamo pod znižanim tlakom (glej sliko 3). Surovina na bazi Si je najcenejša varianta FeSi 75, ki vsebuje še večjo količino plinov, zato je potrebno jeklo dobro razpliniti.
Omenjene operacije rafinacije, razplinjanja in razžveplanja potekajo istočasno in celotna faza traja ca.' 15—20 minut.
III. VREDNOTENJE REZULTATOV
Prednosti vakuumske izdelave dinamo jekel v primerjavi s klasično izdelavo so v glavnem:
1. V končni kemični analizi dosegamo nižje količine C (<0,015 %), kar daje možnost hitrejšega razogljičeva-nja hladno valjanih trakov. Dobljeni praktični rezultati so prikazani na tabeli št. 2.
VOD	Klasično	Debelina pločevine (mm)	> o > o	Hitrost traku (m/ min)	Kapaciteta (t/h)	Povprečno povečanje proizvodnje
X		0.35	0.020	50	798	227.
	X	0.35	0.035	40	6.38	
X		0.50	0.015	30	6.61	317.
	X	0.50	0.035	20	456	
X		0.65	0.015	25	718	447.
	X	0.65 \	0.035	14	A. 02	
ŽELEZARNA JESENICE pfedpi
v jsša
Slika 4 Porazdelitev Si za peč 14
Fig. 4
Silicon distribution for furnace 14
Pri debelini 0,35 in 0,5 mm še niso do kraja izkoriščene možnosti, ki jih daje nizka vsebnost C, ker ni zadosti hladilnih kapacitet.
2.	Za legiranje Si uporabljamo kot glavni dodatek najcenejšo varianto FeSi 75, namesto mnogo dražjega FeSi metal-a.
3.	Klasična tehnologija izdelave dinamo jekla je bila v glavnem usmerjena na izdelavo kvalitete s povprečno 1,8 % Si v kemični analizi.
Z izgradnjo VOD naprave je omogočeno zanesljivo izdelovanje tudi nizkosiliciranih dinamo jekel z nižjo vsebnostjo Al. S tem železarna Jesenice razvija svoj proizvodni program in nudi novo kvaliteto jekla s specifičnimi elektromagnetnimi lastnostmi.
4.	Dodatek CaSi pri izdelavi jekla ni več potreben.
5.	Raztrosi kemičnih elementov so manjši in njihova koncentracija je bližja spodnji predpisani analizni meji. Raztros Si za kvaliteto EVC oz. EKC 15 in 18 je prikazan na diagramih št. 4 in 5 ter v tabeli št. 3.
6.	Primerjava porazdelitve ostalih elementov (C, Mn, S, Al) v dinamo jeklu med klasično izdelanimi šar-žami in šaržami, izdelanimi po VOD postoku, je prikazana v tabeli št. 3a:
ŽELEZARNA JESENICE - ffO
Slika 5 Porazdelitev Si za peč 10
Fig. 5
Silicon distribution for furnace 10
Tabela 3: Porazdelitev Si v dinamo jeklu v letu 1984 v ŽJ
Table 3: Silicon Distribution in Dvnamo Steel in Jesenice Ironvvorks in 1984
Peč 14	Peč 10
Kvaliteta	Ši	s"	Ši	s1
EKC 15	1.61	0.060	1.60	0. 094
EVC 15	1.5 A	0.203	1.60	0.090
EKC 18	1.84	0.154	1.82	0.147
EVC 18	1.86	0.096	1.82	0129
TABELA št. 3A:
KLASIČNO_VOD_
%C %Mn %S % Al %C %Mn %S %A1
Jul. 0,033 0,28 0,006 0,28 0,008	0,28	0,011	0,24
Avg. 0,032 0,30 0,006 0,26 0,007	0,33	0,007	0,23
Sep. 0,033 0,30 0,008 0,27 0,006	0,29	0,010	0,25
Okt. 0,037 0,29 0,009 0,23 0,008	0,28	0,007	0,22
Nov. 0,037 0,31 0,006 0,27 0,013	0,30	0,006	0,24
Dec. 0,037 0,30 0,006 0,26 0,010	0,27	0,007	0,24
Jan. 0,035 0,35 0,008 0,25 0,009	0,27	0,006	0,25
Povprečne vrednosti navedenih elementov za to obdobje so prikazane na tabeli 3B.
TABELA št. 3B:
Element	KLASIČNO		VOD
	%	a	% o
C	0,032	0,004	0,009 0,005
Mn	0,290	0,051	0,283 0,043
S	0,008	0,005	0,006 0,003
Al	0,261	0,053	0,234 0,064
Dobljene vrednosti kažejo:
—	količina ogljika v končni kemični analizi je občutno nižja
—	Mn je nižji z manjšim raztroscm
—	S je nižji z manjšim raztrosom
—	Al je nižji z nekoliko večjim raztrosom
IV. ZAKLJUČEK
VOD naprava v Železarni Jesenice v jeklarni 1 je zgrajena z namenom izdelave:
—	nerjavnih jekel
—	dinamo in nizkoogljičnih jekel
—	jekel z zagotovljeno količino plinov v jeklu
Vsa tri področja proizvodnje so osvojena. Pri tem imajo dinamo jekla posebno mesto, in sicer s stališča, da je VOD kot agregat za proizvodnjo dinamo jekel silno redko uporabljen. Zato je bilo uvajanje proizvodnje teh jekel toliko bolj delikatno in obvezujoče. Lahko rečemo, da smo nalogo uspešno izvedli, saj VOD naprava normalno obratuje v sistemu dela 4+1. Celotna tehnologija izdelave dinamo jekla je bila izdelana in osvojena z lastnim delom in znanjem v železarni Jesenice.
Enako uspešno kot dinamo ali še bolj pa teče tudi proizvodnja ostalih kvalitet jekla.
Lahko zaključimo, da smo z doseženimi rezultati zadovoljni, ker v novi jeklarni II gradimo enako večjo VOD napravo, ki bo glavni agregat ponovčne metalurgije v jeklarni in od katere vsi veliko pričakujemo.
ZUSAMMENFASSUNG
Die VOD Anlage im Stahlvverk I ist hauptsachlich fiir die Erzeugung von nichtrostenden und Dynamostahlen aufgestellt vvorden. Das VOD Verfahren wird fur die Erzeugung von Dy-namostahl sehr selten angevvendet und es lagen keine richtigen Referenzen vor. Das gleiche Verfahren ist auch fiir das neue Stahlvverk 2 geplant.
Die Produktion von Dynamostahl in der neu errichteten Anlage ist erfolgreich verlaufen. Folgende Ergebnisse vverden erzielt:
—	die Erzeugung im LB Ofen ist kiirzer und einfacher
—	eine zu grosse Uberfrischung der Schmelze vvird ver-mieden
—	im fertigen Stahl vverden nach der VOD Behandlung Endkohlenstoffgehalte zvvischen 0,005 und 0,015% C erreicht
—	fur das Legieren vverden billigere Ferrolegierungen angevvendet
—	Gebrauch von CaSi ist nicht mehr notig
—	zuverlassigkeit der Stahlherstellung ist grosser
—	die Streung der Gehalte einzelner Elemente ist kleiner
—	der Entschvvefelungsgrad in der VOD Anlage liegt zvvischen 70-90%
—	die Giessbarkeit des Stahles ist hervorragend
—	die Verformbarkeit von Stahl ist gut
—	die Erzeugungstechnologie insgesamt ist einfacher und zuverlassiger
—	der Erzeugungsprogramm konnte ervveitert vverden
—	die erziehlten Ergebnisse bestatigen unsere richtige Ausvvahl der Anlagen fur das neue Stahlvverk 2, vvo die VOD Anlage das vvichtigste Aggregat fiir die Erzeugung Nichtrosten-der und Dynamo Stahle sein vvird, vvobei Dynamostahl den Hauptteil der Produktion darstellt.
SUMM ARY
The VOD equipment in the Steel Plant 1 was built for man-ufacturing dynamo steel beside the manufacturing stainless steel. This process is very seldom used in the vvorld therefore practically no real references vvere available. The same process is planed also for the Steel Plant II.
The production in the installed equipment started success-fully. The follovving results vvere achieved:
—	the manufacturing procedure in the furnace is shorter and simpler,
—	severe oxidation of the melts can be avoided,
—	in the final manufactured steel after the VOD treatment much lovver carbon contents, i. e. betvveen 0.005 and 0.015 %, are achieved,
—	cheaper ravv materials can be used for a!loying,
—	the application of CaSi is eliminated,
—	reliability of the steel manufacturing is greater,
—	dissipation of the content of chemical elements is lovver,
—	desulphuration degree in the VOD is betvveen 70 and 90 %,
—	steel castability is excellent,
—	steel workability is good,
—	manufacturing technology is simple and reliable,
—	extention of the production program
The achieved results confirm our correct choice in the se-lection of equipment for the nevv Steel Plant II vvhere VOD vvill be the basic equipment for the manufacturing steel (stainless, and dynamo) vvhile dynamo steel vvill represent the main part of the production.
3AKJ1KDMEHME
VOD — ycTp0HCTB0 b CTajienjiaBmibHOM uexe I SbiJta no-cTpoeHa c ueJtbKs, KpoMe inroTOBneHHH Hep^aBetomeit cTajin, TaK»e ajia h3r0t0bjiehha aHHaMHofi crajiH. 3tot cnoco6 yno-Tpe6jiaeTcst h b 3apy6e)KHbix CTpaHax oneHb peaKO, n03T0\iy b pacnopfl»eHHH He 6wj70 npaKTHHecjcu HiiKaKHX onejejieHiitix peKOMeHnauHH. B nnaHe najibHeiiuiero pa3BHTH$t MeTajuiyp-rHnecKoro 3aB0fla EceHnue stot cnoco6 npejyc\tOTpeH TaKJKe b uexe II.
B nocTpoeHHOM ycTpofiCTBe np0H3B0acTB0 no 3TONty cno-co6y y>Ke ycneiuHO ebinojmuercfl. FIojryHeHHbie pe3yjibTaTbi coctabjtarot:
—	cnoco6 H3r0T0BJteHHH CTajiH b netn 6o.iee KopoTKuii h 6o/iee npocToft:
—	cnoco6 jiaeT B03M0)KH0CTb yKJioHeHHn ot cujibHoro OKHCJteHHH pacnuaBa.
ripu o6pa6oTKe CTajiH b VOD — ycTpoScTBe nojiy>teHbi cjieaviouiHe pe3yjibTaTbi:
—	cyutecTBeHHoe yMeHbtueHMe KOJiMMecTBa C, KOTopoe
cocTaBJiaeT OT 0,005 ao 0,015 % C;
—	ztJia JternpoBaHHa mo>kho ynoTpe6nTb 6ojtee itetueBbie cnjtaBbi
—	ynoTpe6.rceHne CaSi hckjhohcho;
—	yBejiHHeHa uajiejKHOCTb H3r0T0BJieHHst CTajtH;
—	pacTpycKa coaep^aHHjt xhmhmcckhx sjicmchtob y.MeHbuieHa;
—	CTeneHb yaa_nenHH cepbi cocTaBjisui Me«ay 70 h 90 %;
—	jiHTeHHbie CBOHCTBa CTajiH — npeBocxoflHbi;
—	CBOHCTBa nepepafioTKH ciajin — xopowne;
—	TexHonorHJt H3r0T0BjieHHa CTann HecJtOJKHaa h Haaeac-Haa;
FlojiyHeHHbie pe3yjtbTaTbi ABJiatoTca Kax nojTBep>KaeHne npaBHjtbHOCTH opneHTauHH npn Bbi6ope arperaTOB b hobom CTajienjiaBHJibHOM uexe II, me ycTpoiicTBo VOD 6yiieT npea-CTaBJiHTb rjiaBHbiii arperaT zijia H3r0T0BJieHHH CTajieii (he-p>KaBeK)iuhx, iIHHaMHbIX), npHMČM flHHaMHbie CTajiH 6yayT COCTaBJIHTb rJ!aBHytO JIOJIK) npOH3BOZtCTBa.

Optimiranje EOP — VOD postopka
proizvodnje nerjavnih
jekel
UDK :669.15-194.56:669.187.2 ASM/SLA: SS-e, 1-73
Nijaz Smajič
Izvedena je kratka analiza osnovnih problemov EOP-VOD postopka proizvodnje nerjavnih jekel in opisane možnosti optimizacije tega postopka z uporabo računalnika in matematičnega modela M1S-VOD. ki omogoča simulacijo vodenja vakuumske oksidacije, t. j. izvedbo modelnih poskusov, potrebnih za opredelitev optimalnih procesnih parametrov za vsako posamezno šaržo.
1. UVOD
Nerjavna jekla smo v slovenskih železarnah vse do leta 1984 proizvajali po tim. klasičnem postopku, t. j. v elektro obločni peči. Klasična tehnologija je bila v industrijsko razvitih deželah uspešno izpopolnjena v obdobju od 1950 do sredine šestdesetih let. Razvoj tega postopka je bil zelo uspešen, čeprav je skoraj v celoti temeljil na izkušnjah jeklarjev in je bil prispevek raziskovalcev s področja teorije metalurških procesov razmeroma zelo skromen. Teorija je torej zaostajala za prakso, kar je razmeroma pogosto, če ne kar značilno za metalurgijo. Leta 1967 so v takratni Edelstahlwerke Witten razvili postopek vakuumske oksidacije talin z visoko vsebnostjo kroma (VOD) in tako ustvarili možnost skoraj popolnoma selektivne oksidacije ogljika, kar je privedlo do bistvenega znižanja proizvodnih stroškov. Dve leti pozneje je firma Union Carbide v ZDA razvila lastni (AOD) postopek. Tako je bila klasična tehnologija opuščena, še preden so raziskovalci s področja teorije metalurških procesov utegnili kaj prispevati k njenemu razvoju. Ker se je klasična tehnologija pri nas obdržala še polnih 15 let, smo se na Metalurškem inštitutu v letih 1978—1980 ukvarjali (1, 2, 3) z raziskavami na področju termodinamične analize sistema Fe-Cr-C-0 in Fe-Cr-C-Si-O, ki so imele namen izpopolnjevati klasični postopek izdelave nerjavnih jekel v naših železarnah. Leta 1981 smo to delo preusmerili na teoretske raziskave (4, 5, 6) novih, sodobnih postopkov, predvsem dupieks tehnologije EOP-VOD, da bi tako pripomogli k lažjemu osvajanju tega postopka v naših jeklarnah. Končno smo leta 1984 na Metalurškem inštitutu v Ljubljani razvili matematični model M1S-VOD, ki z uporabo računalnika omogoča izvedbo modelnih poskusov. Tukaj obravnavamo nekatere temeljne probleme te tehnologije z namenom, da bi jeklarjem praktikom olajšali obvladati težave, ki so specifične za to tehnologijo, in jih obenem seznanili z nekaterimi dognanji dosedanjega dela, ki jih je možno neposredno uporabiti v praksi. Obravnavamo predvsem problem pravilne priprave taline za vakuumsko oksidacijo v VOD ponovci, vprašanje sinhronizacije, t. j. časovne usklajenosti dela elektro-obločne peči in VOD ponovce ter problem vzdržnosti ognjevarne obloge VOD ponovce.
2. OSNOVNI PROBLEMI EOP — VOD POSTOPKA
2.1	Pravilna priprava taline za VOD
Pravilna priprava taline za VOD obdelavo je bistvenega pomena za ekonomičnost in za produktivnost. Med primarno oksidacijo, ki jo običajno izvajamo v EO peči ali v LD konvertorju, moramo v večini primerov znižati vsebnost ogljika in silicija na tiste vrednosti, ki jih zahteva ritem dela v jeklarni, glede na nujno potrebo po časovno usklajenem delu EO peči in VOD ponovce. Maksimalno dovoljeni vsebnosti ogljika in silicija sta 1,2 % C in 0,20 % Si. Obenem moramo zagotoviti primerno temperaturo taline pri izlivu iz peči v VOD ponovco. Temperatura taline na začetku vakuumske oksidacije mora namreč biti v precej ozkem intervalu. Računati je treba, da morajo taline z visoko vsebnostjo ogljika imeti nekoliko nižjo temperaturo na začetku pihanja kisika zaradi velike eksotermne toplote, ki se sprošča med oksidacijo, sicer se lahko temperatura taline dvigne nad 1700° C, kar je zelo neugodno za vzdržnost obloge VOD ponovce. Težave so še večje, če imamo pri tem še veliko vsebnost Si in je zato priprava taline, t. j. faza primarne oksidacije, zelo pomembna. Čeprav je v določeni meri možno preprečiti oz. omiliti pričakovani veliki porast temperature taline zaradi velike vsebnosti C in/ali silicija na ta način, da se odločimo za manj intenzivno oksidacijo, s tem da pihamo npr. le 700—800 m3 kisika na uro namesto napr. 1100—1200. To gre seveda na račun produktivnosti, ker se s tem daljša čas trajanja šarže, in kar je še slabše, pri tem se lahko poruši sinhronizacija dela peči in VOD ponovce. Obenem to pomeni, da je talina pri izlivu iz EO peči imela nepotrebno visoko temperaturo, za kar smo porabili nekaj odvečnih kilovatnih ur. Obseg primarne oksidacije je torej odvisen od številnih dejavnikov in ga narekuje predvsem zahteva po časovno usklajenem delu EO peči in VOD ponovce oz. predvideni čas, potreben za vakuumsko oksidacijo. Tega sicer lahko nekoliko spremenimo pri dani sestavi in temperaturi taline, vendar je tako natančno prilagajanje precej zahtevna naloga.
2.2	Časovna usklajenost EO peči in VOD ponovce
Časovno usklajeno delo v jeklarni je nujno treba doseči, sicer nastopajo velike težave — občuten padec produktivnosti in porast proizvodnih stroškov. Posebno veliki problemi v tem smislu nastopajo v starih jeklarnah, v katerih je bila zgrajena VOD naprava, medtem ko je pri novih jeklarnah, ki so že bile projektirane za tandem EOP-VOD, ta problem dosti manjši. V primeru VOD naprave ne dosežemo tako občutne rasti pro-
duktivnosti kot pri AOD konvertorju, ker je intenziteta vakuumske oksidacije omejena z močjo črpalk, medtem ko te omejitve v AOD konvertorju ni. Za časovno usklajeno delo je pomembna dosledna tehnološka disciplina in brezhibno vzdrževanje vseh naprav v jeklarni. S tehnološkega stališča je pomembno, da v določeni meri lahko omilimo motnje v sinhronizaciji EO peči in VOD naprave s krajšanjem ali podaljševanjem primarne oksidacije v EOP ter s spremembo intenzitete sekundarne, t. j. vakuumske oksidacije.
2.3 Vzdržnost ognjevame obloge
Število šarž, ki jih lahko prenese ognjevarna obloga VOD ponovce, veliko vpliva na proizvodne stroške. Vzdržnost obloge je odvisna od številnih dejavnikov, izmed katerih so najpomembnejši:
—	stroga kontrola temperature taline v VOD ponovci, ki ne sme presegati 1700° C,
—	čim manjša količina žlindre,
—	pravilen dodatek apna oz. pravilna bazičnost žlindre,
—	nizka začetna vsebnost Si v talini,
—	pravilna obzidava in dobra kvaliteta opeke.
3. PRAVILNA PRIPRAVA TALINE ZA VOD
Za pravilno pripravo taline za vakuumsko oksidacijo sta pomembni predvsem potek primarne oksidacije v EOP ter obseg primarne oksidacije. Potek primarne oksidacije je pomemben zato, ker lahko med oksidacijo dosežemo določeno, načrtovano, predpisano vsebnost ogljika z manjšo ali večjo porabo energije, z različno stopnjo oksidacije kroma in z različno končno temperaturo taline. Obseg oksidacije pa mora biti vnaprej določen, glede na sestavo staljenega vložka, t. j. analizo prvega preizkušanca ter načrtovano končno vsebnostjo ogljika v talini, ki je namenjena vakuumski oksidaciji. Usklajeno delovanje EOP in VOD ne zahteva le vzdrževanja pravega ritma dela, t. j. ne gre le za časovno usklajenost, temveč morata biti usklajeni tudi sestava in temperatura taline. Končna sestava in temperatura taline na koncu primarne oksidacije sta torej predpisani z izbrano oz. zaželeno sestavo taline na začetku VOD oksidacije ter s temperaturo taline na začetku VOD obdelave, ob upoštevanju ohladitve taline v času od izliva iz EOP do začetka vakuumske oksidacije.
3.1 Optimalni potek primarne oksidacije
Obseg primarne oksidacije je torej opredeljen z razliko vsebnosti ogljika (silicija) na začetku in koncu primarne oksidacije. Delo v VOD komori naj bo čimbolj standardizirano, t. j. zaželeno je, da imajo taline na začetku vakuumske oksidacije po možnosti vedno enako sestavo in temperaturo. Na ta način se lahko izognemo napakam in lahko uporabljamo dobro utečen ter preizkušen način dela brez neprijetnih presenečenj. Seveda se občasno iz številnih vzrokov pojavi potreba po spremembi standardnih procesnih parametrov zaradi spremenjenih začetnih parametrov stanja taline, t. j. začetne sestave in temperature taline za VOD. Te nepravilnosti so neizogibne in nastopajo sicer le občasno, vendar zahtevajo od jeklarja odstop od običajne prakse in ustrezno ter pravočasno ukrepanje. Za pravilen potek primarne oksidacije pa moramo poznati ustrezna termodinamična ravnotežna stanja in nam zadošča, da poznamo ravnotežji C/Cr in C/Si, kar nam zagotavlja:
—	minimalno porabo električne energije,
—	najmanjšo možno toplotno obremenitev obloge EO peči,
—	minimalno stopnjo oksidacije kroma v EOP,
—	minimalno porabo reducentov,
—	hitro ter enostavno redukcijo žlindre in
—	zadosti nizko vsebnost Si, t. j. tako vsebnost silicija v talini za VOD, ki ne bo povzročala težav med vakuumsko oksidacijo.
Na sliki 1 vidimo diagram, ki prikazuje ravnotežno stanje med ogljikom in 18 — 20 % Cr v odvisnosti od temperature in aktivnosti Cr,04 v žlindri pri 9 % Ni. Znano je, da se aktivnost Cr,04 v žlindri giblje med 0,10 in 0,30. Večja vrednost ustreza večji vsebnosti kroma v žlindri, zaradi tega si želimo voditi primarno oksidacijo po zgornjih krivuljah na sliki 1, ki se nanašata na pogoje pri zmerni oksidaciji kroma (aktivnost Cr304 = 0,10), ter na talini z 18 % Cr (spodnja) in 20 % Cr (zgornja krivulja). Če želimo npr. začeti vakuumsko oksidacijo v VOD s talino, ki ima 0,6 % C, potem iz diagrama vidimo, da nam ob koncu primarne oksidacije zadošča temperatura 1600° C. Če smo delali pri nižji temperaturi, npr. 1550, potem iz diagrama vidimo, da bo aktivnost Cr304 že dosegla zgornjo dopustno mejo (0,30). Imeli bomo razmeroma veliko kroma v žlindri ter v zvezi s tem otežkočeno redukcijo žlindre. Višja temperatura od 1600° C ni priporočljiva zaradi nepotrebno povečane toplotne obremenitve obloge peči, nekoliko večje porabe električne energije, in kar je še bolj pomembno, previsoke začetne temperature v VOD, ki bo verjetno presegla 1700° C ob koncu vakuumske oksidacije. To bi seveda povzročilo preveliko porabo ognjevame obloge VOD ponovce. Dodajmo temu še dejstvo, da višja temperatura primarne oksidacije ne bi pripomogla k znižanju oksidacije kroma, kot bi bilo pričakovati glede na termodinamične zakonitosti, in sicer zato, ker je določena stopnja oksidacije kroma, ki ustreza aktivnosti Cr304 = 0,10, praktično neizogibna. Globalno vzeto, se v talini brez dvoma vzdržuje ravnotežno stanje med Cr in C, toda lokalno (na površini taline) nimamo ravnotežja in je zato omenjena stopnja oksidacije kroma neizogibna. Ker med oksidacijo narašča temperatura tali-
Temperatura v °C Slika I
Temperaturni profil optimalnega poteka primarne oksidacije talin z 18-20 % Cr in 9 % Ni (EOP).
Fig. I
Optimum course of primary oxidation for melts with 18-20 % Cr and 9 % Ni (EAF).
ne, je v tem primeru jasno, da moramo takoj po stalje-nju začeti pihati kisik. Z nekoliko prakse je možno začeti pihati celo preje, t. j. še preden se je vložek popolnoma stalil, in tako privarčevati električno energijo. Ker so toplotne izgube močno odvisne od kapacitete peči oz. od mase taline, le praksa lahko pokaže, ali se v posamezni jeklarni lahko na ta način dosežejo kakšne prednosti.
3.2 Obseg primarne oksidacije
Minimalni obseg primarne oksidacije je tista stopnja oksidacije v EOP, ki nam zagotavlja, da bo talina pri izlivu iz peči imela največ 1,0—1,2 % C in maksimalno 0,20 % Si. Ta predpis imajo v jeklarni v Wittnu in je seveda rezultat bogatih izkušenj z VOD tehnologijo izdelave nerjavnih jekel. Predpis je brez dvoma koristen, posebno v primeru, ko zaradi nižje cene uporabljamo FeCr charge, ki vsebuje veliko Si, vendar je preveč posplošen in obenem ne omogoča točnejši izračun potrebnega dodatka CaO v takih primerih. Poznavanje termodinamičnega ravnotežja med ogljikom in silicijem v talini v odvisnosti od temperature ter trojnega ravnotežja med ogljikom, silicijem in kromom nam omogoča lažje delo in točen izračun potrebnega dodatka CaO. Iz analize prvega preizkušanca oz. taline, ki smo ji že dodali ves potrebni krom, ki torej že vsebuje ves Si in končne, t. j. ravnotežne vsebnosti Si pri želenem končnem ogljiku in temperaturi, lahko ugotovimo obseg oksidacije silicija ter nato izračunamo potreben dodatek CaO. Ravnotežna vsebnost Si pri dani vsebnosti ogljika in npr. 18 % Cr ter 9 % Ni je odvisna od temperature, pa tudi od aktivnosti Si02 v žlindri. Aktivnost Si02 v žlindri se lahko spreminja v mejah od 0,03, pri zelo bazičnih žlin-drah do 0,10. Pri ostalih enakih pogojih je ravnotežna vsebnost Si večja pri večji aktivnosti Si02 v žlindri. Kako se spreminja ravnotežna vsebnost Si v odvisnosti od vsebnosti ogljika v talinah z 18 % Cr in 9 % Ni kaže slika 2 za temperaturi 1550 in 1600° C ter za aktivnosti SiO, v mejah od 0,03 do 0,10. Vzemimo primer taline, ki ima ob staljenju 0,90 % C, 20 % Cr in 9 % Ni pri temperaturi 1550° C (točka A na sliki 1) ter 0,18 % Si (točka A
0,16
"tn
0
1	°-12
"g 0,08 o
C >
o
CE
"i
18*/. C		/o	1600° sio2-0,10	/
		t, J	A 1	/1550° /^S.02 =
			1 1 / 1 / \/	j /1500 °C
			K/\ /	asiOj-0,03
E	—___			
			as,o,= 0.03	
20
100
1,20
0,«) 0,60 0,80 Vsebnost ogljika v */.
Slika 2
Termodinamično ravnotežje Si/C za taline z 18 % Cr pri temperaturah 1550 in 1600° C in za aktivnost Si02 med oz. za 0,03 in 0,10.
Fig. 2
Thermodynamic equilibrium Si/C for melts with 18 % Cr for 1550 and 1600" C at a Si02 = 0,03 and 0,10.
na sliki 2). Glede na termodinamično ravnotežje C/Cr (slika 1) ogljik ščiti krom pred oksidacijo. Iz slike 2 pa obenem vidimo, da Si ščiti ogljik pred oksidacijo, saj je točka A na sliki 2 nad krivuljo 1, ki kaže ravnotežje C/ Si pri aktivnosti Si02 = 0,03 in 1550° C, in celo nad krivuljo 2, ki velja za isto temperaturo, vendar za aktivnost Si0: = 0,10. Ob začetku pihanja kisika bo torej potekala skoraj popolnoma selektivna oksidacija Si, ki jo spremlja ustrezen porast temperature taline in aktivnosti SiO, v žlindri. Sestava taline se spreminja, kot kaže črtkana navpična črta AB na sliki 2. Pri tem temperatura taline raste, kot kaže črtkana vodoravna črta AB na sliki 1. S predpostavko, da med oksidacijo Si naraste temperatura do 1575° C (točka B na sliki 1) ter aktivnost Si02 do 0,06, se v toči B (na sliki 2) vzpostavi binarno ravnotežje C/Si pri temperaturi 1575° C in 0,06% Si. Talina vsebuje še ca. 20 % Cr, 9 % Ni in 0,9 % C (točka B na sliki 1). Sedaj se začne istočasna oksidacija Si in C po črtkani krivulji BC na sliki 2 oz. po črtkani navpični črti BC na sliki 1. V točki C (na obeh slikah!) se doseže trojno ravnotežje Si/C/Cr in se začenja oksidacija kroma. Istočasna oksidacija Si, C in Cr ima za posledico dvig temperature taline, porast aktivnosti Cr,04 in SiO, v žlindri ter padec vsebnosti Si, C in Cr v talini. Tako se sestava taline in njena temperatura spreminjata, kot kažeta črtkani krivulji CD na sliki 1 in 2. Kot vidimo s slike 2, se oksidacija Si ustavi in spremeni v redukcijo Si iz žlindre. Nadaljevanje oksidacije spreminja sestavo taline in njeno temperaturo po krivulji DE na sliki 1 in 2. V točki E ima talina temperaturo 1600° C, 0,42 % C, 0,06% Si in le 18%Cr. Aktivnost Cr,04 v žlindri je že približno dosegla zgornjo mejo (0,30). Nadaljevanje oksidacije bi povzročilo zelo intenzivno oksidacijo kroma in ga je treba takoj ustaviti. Dejansko bi v tem primeru bilo potrebno ustaviti oksidacijo že pri minimalni možni vsebnosti Si (pod 0,04 % Si — točka C na sliki 2), t. j. v točki C na sliki 2 in sliki 1, t. j., še preden se Cr toliko oksidira, da poraste aktivnost Cr304 v žlindri na 0,30. Tako velike preciznosti seveda v praksi ne moremo doseči, zato zadošča, da oksidacijo prekinemo v točki D oz. nekje med C in D. Tako smo lahko s to analizo poteka primarne oksidacije pokazali, da omenjene taline dejansko ne smemo oksidirati pod 0,6 %C (točka D), kar nam zagotavlja:
—	minimalno možno vsebnost Si,
—	minimalne izgube kroma z žlindro,
—	lahko in hitro redukcijo žlindre z majhno porabo re-ducentov,
—	minimalno porabo električne energije in
—	minimalno toplotno obremenitev obloge EOP.
Potreben dodatek apna lahko izračunamo iz predvidene oksidacije Si, saj, kot vidimo, preide iz taline v žlindro 0,18-0,04 = 0,14% Si.
4. ČASOVNA USKLAJENOST EOP - VOD
Usklajeno delo EO peči in VOD zadeva tudi časovno usklajenost, ki je s stališča produktivnosti in proizvodnih, predvsem pa energetskih stroškov zelo pomembna. S teoretskega stališča nam še tako skrbno projektiran ritem dela ne pomaga veliko v premagovanju pogostih motenj predvidenega ritma, zaradi različnih tehničnih težav in nepredvidenih zastojev. Termodina-mika in njene zakonitosti nam na prvi pogled ne morejo dosti pomagati, vendar to povsem ne drži. Vzemimo primer, ko moramo zaradi zastoja v pripravi VOD ponovce oz. vakuumske naprave zadržati talino v EO peči. V takih primerih lahko seveda zadržujemo talino v EO peči ali pa skušamo zmanjšati izpad proizvodnje na ta
način, da povečamo obseg primarne oksidacije in nadaljujemo s pihanjem kisika v peči do sicer neobičajno nizkih vsebnosti ogljika. S tem lahko bistveno zmanjšamo čas vakuumske oksidacije v VOD. Delno si v takih primerih jeklar lahko pomaga z diagramom na sliki 1, ki nam med drugim kaže, da lahko talino z 18 % Cr ok-sidiramo v EOP vse do 0,20 % C, vendar po strogo določenem temperaturnem programu. Še bolj je seveda, če imamo na razpolago ustrezen računalniški program, tako da nam računalnik lahko daje potrebna navodila v vsakem konkretnem primeru. Standardizirana in dobro utečena praksa nam sedaj ne pomaga. Vsak primer je specifičen in zahteva specifične ukrepe in vodenje oksidacije prilagojeno trenutnim razmeram. Dodajmo temu še dejstvo, da npr. 70-tonska šarža nerjavnega jekla, tipa 18/8, danes velja nekaj milijard starih denarjev (samo Ni stane čez 30.000 USA $!). Povsem jasno je, da se glede na tako finančno vrednost ne moremo zadovoljiti z nekakim povprečno dobrim načinom dela, saj že majhne oscilacije v produktivnosti, izkoristku kroma, porabi električne energije, ferozlitin, ognjevarne obloge itn., pomenijo velik denar. Upoštevajoč ta dejstva, sodimo, da je potrebno uveljaviti pojmovanje, da je vsaka šarža specifična in jo je treba kot tako tudi obravnavati ter težiti za optimalnim vodenjem celotnega procesa izdelave pri vsaki konkretni šarži. Pri tem je treba še poudariti, da je optimalno vodenje ene šarže lahko daleč od optimuma pri neki drugi šarži. Standardizirana praksa je seveda dobra, vendar le prehodna rešitev, s katero se ni več mogoče zadovoljiti, ko nam računalniško vodenje proizvodnih procesov omogoča bistveno boljše rezultate.
4.1 Vpliv intenzitete pihanja kisika
Intenziteta pihanja kisika v VOD napravah je praviloma v mejah med 600 in 2000 mJ na uro. V večini primerov pa le redko vpihujemo več kot 1200 m3 kisika na uro. Ce kopje za vpihovanje kisika ni vodno hlajeno, je intenziteta pihanja manjša, kot pri vodno hlajenem kopju. Ce predpostavimo, da je izkoristek kisika konstanten v precej širokem delovnem območju intenzitete pihanja in sestave oz. vsebnosti ogljika, lahko pričakujemo, da bo čas, potreben za oksidacijo določene količine ogljika, obratno sorazmeren intenziteti pihanja. Raziskave v Wittenu (7) so pokazale, da se čas vakuumske oksidacije skrajša pri bolj intenzivnem pihanju kisika občutno bolj, kot lahko pričakujemo na osnovi predpostavke o enakem izkoristku. Izkoristek kisika je torej večji pri bolj intenzivnem pihanju. Potemtakem s spremembo intenzitete pihanja lahko precej vplivamo na čas VOD obdelave in na ta način lahko znova vzpostavimo načrtovani ritem dela oz. časovno usklajeno delo med EOP in VOD, če je pred tem prišlo do nepredvidenega zastoja. Za podrobnejšo analizo vpliva intenzitete pihanja na čas vakuumske oksidacije so bili izvedeni poskusi (9) v Aachenu in je bilo ugotovljeno, da obstaja razmeroma močna korelacija (R = 0,88) med specifično intenziteto pihanja (v kub. metrih kisika na uro in tono) in hitrostjo oksidacije ogljika. Za praktične namene bi potrebovali t. im. modelne poizkuse. Na metalurškem inštitutu smo razvili matematični model vakuumske oksidacije MIS-VOD (8), ki je dinamičnega tipa, t. j. vključuje poleg termodinamičnih tudi kinetične zakonitosti ter nam omogoča simulacijo vakuumske oksidacije, t. j. vodenje namišljene šarže ob upoštevanju vseh realnih pogojev, ki so tipični za prakso dane jeklarne. Ra-čunališki program, izdelan na osnovi tega modela, nam tako mogoča izvedbo »poskusov«, ki si jih v praksi sploh ne moremo privoščiti. Na ta način lahko ugota-
r r
zncetek vak
-0,30
0.20
- 0,20
0,10
- 0,10
	Ojzoč M	etek				kone<	0,1 to	necwk.
			\			■	1 1 1 1 - i	
				\			j «	
								
						v	i i _ J i	-
40 ton. fl00m3Q,/h
a " "0 5 10 15 . 20 25 30 35 40 45 Čas lmin} --
Slika 3
Primerjava rezultatov modela (krivulje) in dejanskih rezultatov.
Fig. 3
Comparison of the results calculated by mathematical model (curves) and the practical results (points) from ESW VVitten (9).
vljamo vplive posameznih procesnih parametrov in začetnih pogojev na končni rezultat vakuumske oksidacije. Čeprav model še ne vključuje empiričnih parametrov, kot so npr. povprečni izkoristek kisika, srednja hitrost ohlajevanja taline v ponovci, itd., ki jih bo treba čimbolj natančno določiti za vsako jeklarno posebej, smo manjkajoče podatke nadomestili s predpostavljenimi vrednostmi in izvedli nekatere modelne poizkuse. Model smo najprej testirali na ta način, da smo simulirali vodenje VOD oksidacije nerjavnega jekla 4 različnih šarž, za katere je bil potek oksidacije podrobno opisan v strokovni literaturi (7, 9, 10). Tako slika 3 kaže primerjavo rezultatov simulacije s pomočjo modela (krivulje) z dejanskimi rezultati (točke) iz lit. (7). Kot vidimo, se rezultati modelnega poskusa presenetljivo dobro ujemajo z dejanskim potekom vakuumske oksidacije. Seveda bo potrebno verificirati model v naših jeklar-nah in ga po potrebi še dodelati, vendar nam že sedaj omogoča nekatera dognanja. Tako smo z namenom
isto.
(8,0
17,0
16,0
0,14	-0,70
<n	o
	
0,12	-0,60
0,10	-0,50
0,08	0,40
0,06	-Q30
0,04	-0,20
0,02	-0,10
L o	L uo
					
	,c				
	\ /c	r		Tv	
	\\ si N		/		
					
					
					
					v\.
					
60 ton
1100m302/h
1750
1700
1650
1600
1550
1500
Cas v min
Slika 4
Rezultati modelnega poskusa. Simulacija VOD oksidacije 60-tonske taline pri 1100 ' kisika/uro.
Fig. 4
Simulation of VOD processing for a 60 ton melt at 1100 m' of oxygen per hour.
analize vpliva intenzitete pihanja kisika na čas, potreben za vakuumsko oksidacijo namišljene taline v VOD napravi, simulirali potek oksidacijske faze v pogojih, ki približno ustrezajo pogojem v jeseniški jeklarni. Na sliki 4 vidimo rezultate modelnega poskusa, t. j. simulacije vodenja VOD oksidacije taline. Izbrani so naslednji začetni pogoji:
—	začetna temperatura taline: 1570° C,
—	masa taline: 60 ton,
—	intenziteta pihanja kisika: IlOOmVuro,
—	začetna sestava: 0,65 % C, 0,14 % Si, 0,30 % Mn, 18,50 % Cr, 9,0 % Ni.
Poleg poteka oksidacije ogljika, silicija in kroma vidimo na sliki tudi potek temperature ter čas, potreben za oksidacijo do željene vsebnosti ogljika. Pri omenjenih začetnih pogojih in izbranih procesnih parametrih vidimo, da bomo dosegli 0,05 % C po izteku 60 minut. Takrat bi morali prekiniti pihanje. Temperatura ob koncu pihanja bi bila 1750° C. Talina bi pri 0,05 % C vsebovala ca. 0,05 % Si in 16,40 % Cr. Vpliv intenzitete pihanja kisika na čas, potreben za oksidacijo 60-tonske šarže od 0,65 % C do 0,05 % C, kaže slika 5.
o
n £
o
C
o
■C
o. o
1200 1100 1000
S 900
t 800
7(Xfe
					
	\		60 ton Co = Ck =	Si <0,15 0,65% 0,057.	
					
					
					
					
50
v 60 70 Čas pihanja 02
80
v min
90 100
Slika 5
Vpliv intenzitete pihanja na čas pihanja kisika od 0,65 % C do 0,05 % C z 60-tonsko šaržo 18/8.
Fig. 5
Relationship betvveen blovving rate and the time required for vacuum decarburisation of a 60 ton 18/8 melt from 0,65 % C to 0,05 % C.
4.2 Vpliv začetne sestave taline
Porušeni ritem dela zaradi nepredvidenih zastojev lahko znova vzpostavimo, tako da s spremembo intenzitete pihanja kisika skrajšamo oz. podaljšamo čas vakuumske oksidacije v VOD. V praksi pa bo treba kombinirati spremembo intenzitete pihanja s spremembo začetne vsebnosti ogljika. Le na ta način dobimo namreč večje možnosti, da ponovno dosežemo časovno usklajenost med EOP in VOD in tako ujamemo izgubljeni delovni ritem. Če VOD ponovca ni bila pravočasno pripravljena, lahko nadaljujemo primarno oksidacijo v EOP. Pri tem moramo seveda paziti na pravilen potek temperature, da bi preprečili prekomerno oksidacijo kroma, t. j. potek temperature mora ustrezati tistemu na sliki 1. Višja temperatura od tiste optimalne, ki je prikazana na sliki 1, je škodljiva za oblogo peči, nižja pa
povzroča nesprejemljivo veliko oksidacijo kroma na žlindro. V tem primeru bo imela talina na začetku VOD oksidacije nižjo vsebnost ogljika kot pri običajnem delu, kar bo seveda zahtevalo krajši čas oksidacije oz. ustrezno prilagajanje intenzitete pihanja kisika želenemu času oksidacije.
5. VZDRZNOST OGNJEVARNE OBLOGE
Vzdržnost ognjevame obloge VOD ponovce je bistvena za proizvodne stroške, zato je temu vprašanju potrebno posvetiti večjo pozornost. Osnovna dejavnika, ki najbolj ogrožata vzdržnost obloge, sta seveda temperatura in žlindra oz. količina in bazičnost žlindre. Obstojnost obloge je odvisna od začetnih pogojev, t. j. začetne sestave in temperature taline, ter od procesnih parametrov. Nezadosten dodatek CaO oz. prenizka bazičnost, previsoka intenziteta pihanja, visoka začetna vsebnost ogljika in silicija, visoka začetna temperatura taline, oksidacija do nepotrebno nizke vsebnosti ogljika, tj. predolgo pihanje kisika, so izredno škodljivi za obstojnost obloge. Zadošča že eden izmed naštetih dejavnikov za prekomerno obrabo obloge, pogosto pa nastopajo v kombinaciji, kar lahko povzroči katastrofalno obrabo obloge v žlindrni coni že v eni sami šarži! Število dejavnikov, ki so pomembni, akumulacija vpliva in siner-gistični efekt, t. j. pojav močnejšega vpliva kombiniranih dejavnikov, jasno kažejo, kako težka je naloga jeklarja, ki se želi izogniti vsaj večjim napakam. Standardizirana praksa je trenutno edina rešitev, vendar so odstopanja od običajnega načina dela dostikrat neizogibna. Danes ni jeklarja, ki bi lahko pravilno in pravočasno ukrepal ter prilagodil vse naštete veličine trenutnim pogojem, ko so le-ti zunaj običajnega načina dela. Edina rešitev je v računalniškem vodenju procesa, saj ni mogoče pričakovati od jeklarjev, da tako popolno obvladajo termodinamične zakonitosti in da so še sposobni, da v zelo kratkem času, ki je na razpolago, izvedejo ustrezne izračune. Obseg potrebnih izračunov je v nekaterih primerih tako velik, daje celo vprašljivo, ali lahko npr. mikroračunalnik izvede vse potrebne proračune v dovolj kratkem času, npr. 1—2 minuti. Pri tem je odločilnega pomena hitrost dela, in ne obseg spomina, ki ga ima računalnik.
5.1 Vpliv začetne sestave taline
Ob koncu vakuumske oksidacije vsebuje talina v VOD ponovci običajno med 0,05 in 0,10 % Si, kot so to pokazale naše prejšnje raziskave v okviru termodinamične analize sistema Fe-Cr-C-Si-O, kar se zelo dobro ujema z dejanskimi rezultati, sodeč po podatkih v strokovni literaturi. Le v redkih primerih lahko talina vsebuje ob koncu oksidacije manj kot 0,05 %Si, kar je seveda možno le v primeru, če je že na začetku imela zelo nizek Si in je bila brez žlindre oz. smo dodali ustrezno količino CaO in CaF2 ter tako zagotovili visoko bazičnost in s tem v zvezi nizko aktivnost Si02 v žlindri (7,9). To pomeni, da lahko računamo z oksidacijo Si med vakuumsko oksidacijo, in sicer bo oksidirala količina Si, ki ustreza razliki med njegovo začetno in končno vsebnostjo. Kot končno vsebnost lahko prevzamemo vrednost 0,07 % Si. Za izračun potrebnega dodatka CaO rabimo še podatek o želeni bazičnosti. Medtem ko v EOP oz. pri klasični tehnologiji izdelave nerjavnega jekla ne potrebujemo bazičnosti, ki bi presegala 1,5—1,7, ker sicer znova naraščajo izgube kroma z žlindro, ker raste količina žlindre, v VOD ponovci lahko in celo moramo delati z večjo bazičnostjo. To velja pred-
vsem za šarže z visoko začetno vsebnostjo ogljika. Tukaj ne omenjamo Si, ker njegovo nadpovprečno vsebnost pač kompenziramo s posebnim dodatkom CaO, kot je že omenjeno. Večja bazičnost, npr. 2,5 — 3 (ponekod delajo celo z bazičnostjo 3—5!) je potrebna pri večji vsebnosti ogljika zaradi tega, ker je čas oksidacije sedaj daljši in je obloga dalj časa izpostavljena vplivu žlindre in visoke temperature. Ustrezen dodatek CaO ustvari venec še neraztopljenega apna, ki obkroža t. im. »oko«, t. j. tisti del odkrite površine taline neposredno pod kopjem, v katerem talina »kuha« pod vplivom argona. Ker dodano apno potrebuje čas za raztapljanje, je prva žlindra (posebno pri talinah z visoko vsebnostjo Si) je zelo kisla in lahko močno poškoduje oblogo v žlindrni coni, čeprav bo končna analiza žlindre pokazala, da je bila bazičnost »običajna«. Šele ko se dodano apno raztopi, bazičnost poraste in je nevarnost mimo. Pomembno je torej, da uporabljamo kvalitetno »mehko« žgano apno, ki se dovolj hitro raztaplja. Venec neraztopljenega apna ima torej zelo pomembno vlogo pri zaščiti obloge v žlindrni coni v začetku, t. j. takrat, ko je nevarnost največja. Problemov z oblogo zaradi previsoke vsebnosti Si v naših jeklarnah zaenkrat ni, ker pač ne uporabljamo najcenejšega vira kroma, t. j. FeCr charge. Ta FeCr proizvaja tovarna TDR v Rušah in bo treba začeti poskuse z njegovo uporabo v vložku. Takrat bo treba posvetiti večjo pozornost možnim posledicam nezadostne primarne oksidacije pri delu v VOD.
5.2 Vpliv in kontrola temperature
Ena izmed najtežjih nalog pri usklajevanju dela EOP in VOD v postopku EOP-VOD je pravilna usklajenost temperature. Upoštevajoč ohlajanje taline med izlivom iz EOP in začetkom vakuumske oksidacije, mora biti temperatura pri izlivu iz EOP strogo kontrolirana. Če kot zgornjo dopustno temperaturo v VOD izberemo 1700° C, potem je jasno, da bo temperatura na koncu vakuumske oksidacije neposredno odvisna od začetne temperature. Končna, t. j. maksimalna temperatura v VOD ponovci je odvisna od:
—	mase taline,
—	intenzitete pihanja kisika,
—	začetne temperature taline,
—	začetne vsebnosti ogljika,
—	začetne vsebnosti Si (če je ta nad 0,10 % Si),
—	končne vsebnosti ogljika in
—	intenzitete mešanja z argonom.
V primerih, ko smo prisiljeni, da v VOD ponovci ži-lavimo talino z vsebnostjo ogljika, ki je večja od tiste pri običajnem načinu dela, lahko prilagodimo intenziteto pihanja, t. j. znižamo intenzitto pihanja kisika, da bi tako preprečili dvig temperature nad 1700° C. Glede na to, daje maksimalna temperatura taline v VOD ponovci odvisna od 7 zgoraj naštetih dejavnikov, bi popolna raziskava, izvedena na klasičen način, zahtevala 78.125 poskusov, če bi vsak dejavnik nastopal s petimi različnimi vrednostmi. Če bi te poskuse izvajali v jeklarni in bi vsak dan imeli eno poskusno šaržo, bi za to potrebovali 214 let! Ta primer jasno kaže nujnost prehoda k sodobnim raziskovalnim metodam, ki vključujejo matematično modeliranje in uporabo računalnika. Tudi z uporabo računalnika in ustreznega matematičnega modela je torej precej obsežna raziskava, saj gre za simulacijo vodenja 78.125 šarž, ki mora biti izpeljana v celoti, t. j. od začetka do konca namišljene vakuumske oksidacije. S predpostavko, da za simulacijo poteka ene šarže z računalnikom potrebujemo pri naših računalnikih, ki so večinoma zastareli že ob nakupu in so zaradi tega veliko počasnejši od sodobnih računalnikov srednjega razre-
	.1.0
	Z/0'75 *'-c
	
	
•/.c / ///	
	
0,50 / /	
0,75 /	
1,0 /	
Intenziteta pihanja kisika -
(m302/h)
Slika 6
Vpliv začetne vsebnosti C in intenzitete pihanja na maksimalno temperaturo v 60-tonski VOD ponovci pri začetni temperaturi 1550 in končni vsebnosti 0,05 % C.
Fig. 6
Influence of initial carbon content and blowing rate on maxi-mum temperature in VOD. (At 0,05 % C in 60 ton melt, initial temperature 1550°C).
da, le eno minuto, bi potrebovali 54 dni neprekinjenega dela računalnika! To pomeni, da bo treba skrbno načrtovati take modelne poskuse in jih omejiti na konkretne zahteve jeklarjev, sicer bi dobili veliko in nepregledno množico številk, ki bi bile zato za prakso neuporabne. Očitno je edina rešitev v računalniškem vodenju procesa, vendar je to naloga, ki je še pred nami.
V okviru te študije smo izvedli 45 modelnih poskusov z uporabo računalnika. Pri tem smo spreminjali začetno vsebnost ogljika med 0,20 in 1,0 % C ter intenziteto pihanja med 800 in 1200 m3 kisika/uro. Rezultate prikazujemo grafično na sliki 6. Dobljeni rezultati so seveda le relativni, saj gre za rezultate modelnih poskusov, zato v diagramu na sliki 6 niso podane številčne vrednosti. Rezultati veljajo za naslednje okvirne pogoje:
—	talina: 18/8,
—	začetna temperatura oksidacije: 1550° C,
—	začetna vsebnost Si: manj kot 0,15 % Si,
—	masa taline: 60 ton,
—	končna vsebnost ogljika: 0,05 % C
—	način pihanja: na površino taline,
—	talina na začetku oksidacije praktično brez žlindre. Diagram na sliki 6 nam daje osnovo za naslednji
ugotovitvi:
—	pri majhni intenziteti pihanja imajo višjo končno temperaturo taline z nizko vsebnostjo ogljika, medtem ko pri višjih intenzitetah prihanja višji začetni ogljik ustreza tudi višji končni temperaturi,
—	za dano VOD napravo obstaja določena intenziteta pihanja, pri kateri je končna temperatura taline neodvisna od začetne vsebnosti ogljika!
Seveda je potrebno natančno ugotoviti to intenzitto pihanja, ki predstavlja optimalno intenziteto pihanja za standardno prakso. Pri tej intenziteti pihanja, izraženi za dano maso taline v kub. metrih kisika na uro, ne more biti neprijetnih presenečenj v obliki previsokih končnih temperatur taline ob koncu VOD oksidacije, če seveda ni bila prevelika začetna vsebnost Si ali/in previsoka začetna temperatura taline. Vsako ad hoc spreminjanje intenzitete pihanja in poskus njene prilagoditve spremenjenim pogojem v jeklarni, ki so le začasni, mora biti dobro premišljeno in skrbno preračunano, sicer lahko pride do prekomerne porabe obloge. Tako so nam že na začetku modelni poskusi pripomogli do zanimive ugotovitve. Natančne, t. j. absolutne vrednosti končnih temperatur v VOD ponovci bo možno vrisati v diagram na sliki 6 le po poprejšnjem umerjanju modela na konkretni VOD napravi. Toplotnih izgub ni mogoče zanesljivo oceniti, kaj šele opredeliti. Zato je prva naslednja naloga natančna verifikacija izdelanega matematičnega modela v naših jeklarnah oz. njegovo umerjanje. To bo potem odprlo možnost izvajanja številnih skrbno načrtovanih modelnih poskusov, s katerimi bo mogoče izdelati bolj konkretne napotke za prakso.
6. PREDLOGI IN ZAKLJUČKI
V študiji nekaterih osnovnih problemov vakuumske oksidacije smo raziskovali vplive začetnih in procesnih dejavnikov na:
—	pravilno pripravo taline za vakuumsko oksidacijo,
—	časovno usklajeno delovanje tandema EOP-VOD in
—	vzdržnost ognjevarne obloge VOD ponovce.
Z uporabo računalnika in izdelanega matematičnega modela MIS-VOD smo izvedli 45 modelnih poskusov simulacije vodenja vakuumske oksidacije taline z 0,65 % C, 0,15 % Si, 0,30 % Mn, 18,5 % Cr in 9 % Ni. Za začetno temperaturo taline smo izbrali vrednost 1550° C. Za maso taline smo prevzeli vrednost 60 ton. Izbrani pogoji v grobem ustrezajo pogojem v jeklarni železarne Jesenice. Pomembnejši rezultati teh prvih modelnih poskusov so:
—	Ugotovili smo potreben čas pihanja kisika za oksidacijo do 0,05 % C v odvisnosti od intenzitete pihanja. Izdelani diagram lahko uporabljamo kot pripomoček v praksi pri vakuumski oksidaciji 60-tonske taline v VOD ponovci. Zaenkrat je to le groba orientacija, kar bo možno izboljšati z natančnim umerjanjem izdelanega modela, t. j. z njegovim prilagajanjem razmeram v dani jeklarni.
—	Odvisnost končne temperature vakuumske oksidacije od začetne temperature taline je preprosta: končna temperatura je toliko večja, za kolikor višja je bila začetna temperatura taline.
—	Modelne raziskave medsebojne odvisnosti med začetno vsebnostjo ogljika, intenziteto pihanja kisika in končno temperaturo so pokazale, da za vsako VOD napravo obstaja določena intenziteta pihanja, ki nam zagotavlja skoraj enako končno temperaturo taline, neodvisno od začetne vsebnosti ogljika. Ta ugotovitev velja v naslednjih pogojih:
a)	Predvidena, načrtovana, želena vsebnost ogljika ob koncu vakuumske oksidacije je enaka (0,05 % C).
b)	začetna temperatura taline mora biti enaka in
c)	začetna vsebnost Si mora biti pod 0,15 % Si.
—	Povsem nepričakovano smo z modelnimi poskusi ugotovili, da imajo pri majhni intenziteti pihanja (npr. 800 m3 kisika/uro v 60 tonski ponovci) največjo končno temperaturo taline z nizko začetno vsebnostjo ogljika. Ta rezultat pomeni, da pri majhni intenziteti pihanja ob veliki začetni vsebnosti ogljika prevladujejo toplotne izgube, ki so zelo odvisne od časa pihanja. Pri tem smo raziskali delovno območje od 0,2 % C, do 1,0 % C in od 800 do 1200 m3 kisika/uro. Za nadaljevanje raziskovanja problematike vakuumske oksidacije predlagamo:
—	umerjanje izdelanega modela v jeklarnah Jesenice in Ravne,
—	izvajanje modelnih poskusov za rešitev nekaterih specifičnih problemov v posamezni jeklarni, predvsem problemov usklajenega delovanja EOP in VOD v pogledu temperature, začetne oz. končne vsebnosti ogljika ter optimiranja vzdržnosti ognjeobstojne obloge VOD ponovce.
Literatura
1.	Smajič, N.: Termodinamična analiza sistema Fe-Cr-C-O, Poročilo Metalurškega inštituta v Ljubljani, N. 639, december 1978
2.	Smajič, N.: Termodinamična analiza sistema Fe-Cr-C-O II. del, Poročilo Metalurškega inštituta v Ljubljani, N. 743, december 1979
3.	Smajič, N.: Termodinamična analiza sistema Fe-Cr-C-O III. del, Poročilo Metalurškega inštituta v Ljubljani, n. 839, december 1980
4.	Smajič, N.: Intenziviranje razogljičenja med vakuumsko oksidacijo nerjavnega jekla in vpliv na njegovo čistočo, Poročilo Metalurškega inštituta v Ljubljani, N. 81-001, december 1981
5.	Smajič, N.: Intenziviranje razogljičenja med vakuumsko oksidacijo nerjavnega jekla in vpliv na njegovo čistočo, II. del, Poročilo Metalurškega inštituta v Ljubljani, N. 82-004, september 1982
6.	Smajič, N.: Intenziviranje razogljičenja med vakuumsko oksidacijo nerjavnega jekla in vpliv na njegovo čistočo, II. del, Poročilo Metalurškega inštituta v Ljubljani, N. 83-002, september 1983
Die Storungen in einer zeitlich abgestimmten Wirkung zwi-schen LB Ofen — VOD Anlage, die wegen unvoraussehbarer Stillstande eintretten konnen, konnen erfolgreich durch die Anderung des Umfanges der primaren Oxidation im LB Ofen und mit einer entsprechenden Anpassung des Verlaufes und des Umfanges des Frischprozesses in der VOD Anlage bewal-tigt werden. Durch eine optimale Vorbereitung der Schmelze fiir das Vakuumfrischen, bei welcher die Anfangstemperatur
der Schmelze der chemischen Zusammensetzung angespasst vverden muss, kann man einen zu grossen Pfannenverschleiss vermeiden. Die Modelluntersuchungen haben ergeben, dass fiir jede VOD Anlage eine bestimmte Sauerstoffblasintensitet existiert,.bei welcher die End bzw. die maximale Temperatur der Schmelze praktisch von dem Anfangskohlenstoff gehalt unabhangig ist.
SUMMARY
The disturbances in temporaly harmonized operation of the are furnace and VOD set-up appearing due to periodic and unforseen standstills can be effectively overcome by varying the extent of primary oxidation in the are furnace, and with an adequate adjusting of the course and the extent of vacuum oxi-dation. In order to prepare the melt in optimal way for the VOD its composition must be adjusted to the temperature of
the beginning of vacuum oxidation since this is the only way to avoid the excessive vvear of ladle lining. Model investiga-tions showed that each VOD set-up has its own characteristic b!owing rate of oxygen where the final, i. e. maximal melt temperature, is practically independent on the initial carbon con-tent.
3AKJ1KDMEHHE
HenojiaflKH KOopflHHauHH BpeMeHH .aeHCTBHH EO — nein h VOD — ycTpoHCTBa noJiyHaioTCH BC.nenCTBHH nepnoaHHe-ckhx h HenpenBHaeHHbix npocToSeB. 3th HenojiaziKH mojkho 3({)(J)eKTHBH0 npeoaojieTb c M3MeHeHne\i o6teMa nepBUHHoro OKHCJieHHH B flyrOBOH 3JteKTponeHH (EO) H COOTBeTCTByiO-othm npHcnoco6jieHHH3 npoTeKaHHa h o6ieMa okhcjichhh non BaKyymom. JIjih onTHMajibHoro npHr0T0BJieHH« pacnuaBa zijia VOD — ycTpoflcTBa cocTaB pacnJiaBa aoji)keh cotbct-CTBOBaTb nepBOHanaiibHOH TeMnepaType oKHCJieHHa noa Ba-
KyyMOM, TaK KaK TOJlbKO T3KHM 06pa30M M05KH0 H36e)KaTb c/iHiiiKOM 6onbmoMy pacxozty (j)yTepoBKH KOBiua. HccjieaoBa-hha, BbinojiHeHHbie Ha ochob3hhh MoaejioB noKa3ajiH, hto ana Ka>Kiioro OTae.ibiioi o VOD — ycTpoScTBa Tpe6yeT onpe-aeneHHyiO HHTeHCHBHOCTb BayBaHHH KHCJiopona, npn KOTO-pofi KOHeHHas t. e. MaKCHMajTbHaa TeMnepaTypa pacnjiaBa npaKTunecKH HesaBHCHMa ot nepBOHanajrbHoro coaepjKaHHH yrjiepoaa.
Matematični model toplotnega stanja livne ponovce pri ogrevanju in vlivanju
UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA: W19b, Dllk, U4j
Božidar Brudar
Opisan je matematični model za prenos toplote v jeklarski ponovci. Pri tem predpostavljamo, da je stena ponovce lahko sestavljena iz več plasti z različnimi toplotnimi lastnostmi.
S pomočjo računalniškega programa smo simulirali vlivanje jeklene taline v ponovco in izračunali, kako se jeklo ohlaja in kako se pri tem povečuje toplotna vsebnost ponovce.
Ti teoretični rezultati kažejo na to. katere faze dela odločilno vplivajo na porabo energije in na toplotne izgube v jekleni talini.
Uvod
Ogrevanje ponovc v jeklarni je tehnološki proces, od katerega je odvisno uspešno vlivanje jekla v kokile. Pomemben pa je tudi zato, ker vedno več kvalitet jekla izdelamo zunaj peči (v ponovcah).
Tudi novi postopki vlivanja (konti liv) in vakuumska metalurgija zahtevajo, da natančneje preštudiramo prenos toplote v ponovcah, saj je od tega vedno bolj odvisna uspešnost dela v celotni jeklarni. Pri tem gre tudi za gospodarjenje z energijo, ki postaja vsak dan dražja in pomembno vpliva na lastno ceno izdelanega jekla.
Prevajanje toplote skozi steno in dno ponovce je mogoče opisati tudi matematično.
Izdelali smo matematični model za ta proces in tako lahko s pomočjo računalnika simuliramo različne pogoje v ponovci ter pri tem študiramo, kako ti pogoji vplivajo na toplotno stanje v ponovci.
Tako lahko s pomočjo računalniškega programa »spreminjamo obzidavo« v ponovci, kombiniramo različne materiale in izračunamo, koliko časa je treba ponovco ogrevati, da sprejme največjo možno količino toplote. Tudi jekleno talino lahko »vlijemo« v bolj ali manj ogreto ponovco in računamo, kako bi se to jeklo ohlajalo in kako bi se pri tem ponovca ogrevala. Pri vsem tem pa računamo tudi toplotne tokove, izkoristek gorilcev in druge parametre, ki so pomembni za ekonomičnost procesa.
Pri vsakem matematičnem modelu moramo navadno nekatere parametre predpostaviti. Po možnosti izberemo takšne vrednosti, ki se kar najbolje ujemajo s prakso. Če to ni mogoče, izračunamo problem pri izjemno neugodnih pogojih in na osnovi rezultatov potem rečemo, da pričakujemo praktični rezultat boljši od izračunanega. Kljub nekaterim nepopolnostim takšnega matematičnega modela pa tak izračun vedno zelo dobro opiše relativne spremembe. Če na primer po našem modelu ugotovimo, da dvojna debelina ene od izolacijskih plasti v ponovci za 30 % zmanjša toplotne izgube, lahko tak rezultat pričakujemo tudi v praksi.
Namen te naloge je bil torej izdelati računalniški program, s katerim si lahko jeklarji-tehnologi pomagajo
pri svojem delu. Lahko ocenijo, koliko je treba na primer še ogrevati ponovco, preden vanjo vlijemo jeklo, da se jeklena talina ne bo po 2 urah ohladila pod kritično vrednost.
S pomočjo računalnika je mogoče dokaj dobro spremljati tudi energetsko bilanco in stroške določenega tehnološkega postopka.
Zelo pomembno je tudi to da lahko s pomočjo programa študiramo, kako bi se obnašala ponovca s popolnoma novo obzidavo, o kateri nimamo praktičnih izkušenj, dobro pa poznamo toplotne lastnosti uporabljenih materialov.
Matematična formulacija
Predpostavljamo, da ima ponovca obliko valjaste posode. Stene in dno obravnavamo posebej in dopuščamo v vsaki po največ 5 izolacijskih plasti z različnimi lastnostmi.
Prenos toplote opišemo s parcialno diferencialno enačbo za prevajanje toplote, ki jo zapišemo v cilindrični obliki:
ST = X p2T | I 81 | c2T 1
8t" p • Cp Ur'2 r' dr'
pri čemer pomenijo: T ............temperatura
t' ............čas
X ............toplotna prevodnost
P ............gostota
Cp ............specifična toplota
r' ............koordinata v radialni smeri
z' ............koordinata v smeri osi
Pri tem predpostavljamo, da se toplotna prevodnost, gostota materiala in specifična toplota ne spreminjajo s temperaturo. Vpeljemo nove spremenljivke, da pretvorimo enačbo v brezdimenzijsko obliko:
r = — z = - t = — in dobimo a	a	t0
21 = C P + i.^ + ^Il	(1)
St	r Sv <9z2j
pri čemer pomeni
pcp a2
Navadno si izberemo t„ in a tako, da je C = 1. V našem primeru pa to naredimo nekoliko drugače, ker imamo opravka z več plastmi z različnimi vrednostmi X, p in Cp. Upoštevati moramo namreč stabilnostni kriterij, ki je opisan v nadaljevanju.
Is IKK
ki KON
9 3 3 3 3					6	J=J 6 6		KON 6 6 6
£		*		5	6	6	6	
		iS	S>	s	6	6	6	
'a		iS	*	5	6	6	I 6 .6	
a				5	6	6	6	6
				5	6	6	6	6 6 6 6 6 ! V. 1 h
v)				5	6	6	6	
v, 2 /		\\ 13\		5	6	6	6	
			\\ K>	5	6	6	6	
	<a			5	6	6	6	
				5	5	5	5	
2\				&	\\ VN		^	
		£				\\	iS	
*				v,	io			
			v/		va			
Slika 1
Mrežne točke v prerezu ponovce
Fig. 1
Mesh points in the cross-section of the ladle
Enačbo (1) rešujemo numerično po metodi končnih diferenc. Brezdimenzijski krajevni korak naj bo R in Z, brezdimenzijski časovni korak pa označimo s H.
Študiramo le levo polovico prereza ponovce. Izhodišče pravokotne mreže postavimo v zgornji levi kot prereza (Slika 1). Pri tem teče indeks I od 1 do končne vrednosti IKON in J od 1 do J KON, ki leži na simetra-li. S črko K pa označimo zaporedno številko časovnega koraka.
Če temperaturo v mrežni točki (I, J) označimo s T (I, J, K) lahko enačbo (1) zapišemo v obliki:
T (I, J, K+ 1) — T (I, J, K) H
cp(l,J+l, K) — 2. T (I, J, K) + T (I, J — 1, K) t
-I- ■
1
R(JKON-J)
R-
T(I, J- 1, K) —T (I, J + 1, K) 2 R
+
T (1 + 1, J, K)-2. T (I, J, K) + T(I — 1, J.
J- K)j
T (1, J, K + 1) = T (I, J, K)- [l_iigj£_2ii!C]
hc
+ T(I, J+l, K) [■
thc
+ T(I, J — 1, K) ■ |— +
R2 HC
+
R2 2R2 (JKON — J)j HC _1
-ji j
LR2 2R2(JKON — J). + T(I+ 1, J, K) ~ + T(I-1,J, ~
Enačbo (1) v točkah J = JKON pa zapišemo1:
£E_c [2.^5 + ^1],
8t 1 dr2 8z21
(2)
oziroma
T (I, JKON, K + 1) = T (I, JKON, K) ■ r 4HC 2HC1 L R: Z2 J
+ T(I,JKON-l,K)-4^ + R2
+ T (I + 1, JKON, K) ~ + T (I - 1, JKON, K) • ^
(3)
Stabilnostni kriterij
Iz enačbe (3) sledi, da mora zaradi stabilnosti biti izpolnjena zahteva":
4HC_2HC^0 R2 Z2 =
Torej mora veljati:
HC <-!--(4)
A+A
R2 Z2
Ugodno je, če si R in Z vnaprej izberemo in potem določimo brezdimenzijski časovni korak tako, da je ta pogoj izpolnjen v vsaki plasti ponovce.
H • t
Namesto —^ pišemo:
a*
H t(,__1_ _ Pmin ' p min
a2 ~ ± + 2. R2 Z2
Pri tem označimo z min in maks največjo oziroma najmanjšo vrednost parametrov v vseh plasteh in pišemo namesto HC v enačbah (2) in (3):
_ _|_ # Pmin ' ^p min _ ^
A + A ^maks P"Cp R2 Z2
Posebnosti posameznih mrežnih točk:
Po omenjenem mehanizmu izračunavamo v časovnih korakih po Ht0 = CINT sekund temperature v vseh mrežnih točkah (IKON JKON). Mrežne točke pa niso vse enakovredne. Enačbi (2) in (3) veljata namreč le za tiste točke, ki ležijo v notranjosti neke plasti.
Na sliki (1) so prikazane mrežne točke v prerezu ponovce, kjer je stena sestavljena iz dveh plasti in tudi dno iz dveh plasti različnega materiala. Pri tem označujejo številke lego posametnih mrežnih točk takole:
1	........................v sredini plasti
2	........................na zunanji valjasti steni
3	........................na zgornjem robu obloge
4	........................na zunanji strani dna
5	........................na notranji strani ponovce
6	........................izven ponovce
7	........................točke obliva talina
8	........................točke na notranji strani nad talino
9	........................točka (1, 1)
10 ............ točka (IKON, 1)
13	............ na mejni ploskvi med plastmi v steni
14	............ na mejni ploskvi med plastmi dna
Za vsako točko zapišemo posebno diferenčno enačbo:
a) Točka (1)
Ta leži v sredini plasti in za izračun temperature v posameznih časih K uporabimo enačbo (2) ali (3).
b)	Točka (2)
Gre za valjasto steno, preko katere odteka toplota v okolico. Predpostavljamo, da se zunanjost ponovce ohlaja s konvekcijo. Za konvekcijski koeficient smo si izbrali a = 10 Wm"2 K.-1, tj. vrednost, ki jo pričakujemo pri teh temperaturah.
Gostota toplotnega toka, ki prihaja iz notranjosti na površino, je enaka gostoti toka, ki odteka v okolico:
- X (grad T)p = a (Tp-Tok),
pri čemer pomeni indeks p vrednosti na površini, Tok pa temperaturo v okolici. V naši mreži torej lahko zapišemo:
x.T(I,2,K)-(I,,,K) = a[T(IUK)_Tok]
Iz tega sledi, da mora ob vsakem času biti izpolnjena enačba:
T(I , K)_ A.-T (I, 2, K) + a ■ R • Tok a- R + X
c)	Točka (3)
Te točke ležijo na zgornji strani izolacijske plasti. Predpostavljamo, da gre tako kot pri točkah (2), tudi tu za ohlajanje s konvekcijo z a=IO Wm_3K"1. Po enakem sklepanju kot zgoraj zapišemo, da mora ob vsakem času biti izpolnjena enačba:
T(l, J, K) = ^ J' + a Z T„k a-Z + X
č) Točka (4)
Tudi za točke, ki ležijo na zunanji sirani dna, predpostavljamo, da gre za ohlajanje s konvekcijo s kon-vekcijskim koeficientom aj v okolico s temperaturo Tdnil in podobno kot v točki (3) zapišemo:
T (IKON, J, K) = *-T(IKON-l,J, K) + q„ • Z ■ T„na
ad • Z + X
V vseh primerih točk (2 — 4) vzamemo za X vrednost, kakršno ima zunanja plast.
d)	Točka (5)
V	primeru, ko študiramo ogrevanje ponovce s plamenom, označujemo točke na notranji strani s (5). Predpostavljamo, da je v teh točkah temperatura ves čas konstantna TS i zato mora veljati v teh točkah ves čas ogrevanja ponovce:
T (I, J, K+ 1) = T (I, J, K) = TS
e)	Točka (6)
V	teh točkah ne računamo temperature. 0 Točka (7)
To oznako uporabimo na notranji steni ponovce za točke, ki so v stiku s talino. Če jeklene taline ne doli-jemo do vrha, nadomestimo točke (5) delno z oznakama (7), ki so v stiku s talino, in z (8), ki ležijo nad gladino.
Predpostavljamo, da se talina intenzivno meša oziroma da se temperature v talini tako hitro izenačijo, da ima vsa talina (točki 6 in 7) enako temperaturo. Zaradi odtekanja toplote skozi oblogo ponovce se talina počasi hladi.
Spremembo temperature v talini ob vsakem časovnem koraku določimo iz zahteve, da je sprememba temperature sorazmerna toploti, ki je v enem časovnem koraku odtekla skozi notranjo ploskev (7) v oblogo ponovce.
Pri tem seveda upoštevamo, da odteka toplota skozi valjasto steno in skozi ravno dno.
V	časovnem intervalu Ht„ = CINT odteče skozi valjasto površino toplota Qs:
ikk	r t,	\
Qs= S 2*ZR(JKON-JK)
l-ikg	r	k
T(I, JK— 1, K)] • CINT,
pri čemer pomeni IKG indeks I na gladini taline, X pa predstavlja toplotno prevodnost notranje plasti v steni ponovce, Tx je nova temperatura taline. Podobno zapišemo tudi toploto QD, ki odteče v času CINT skozi dno:
jkon	p
Qd= £ 2ji R (JKON-J)- R - Tx--j-jk+l	v	LZ	Z
■ T(IKK+ 1, J, K)] - CINT
V	času CINT se zato zniža temperatura jeklene taline od TJ na Tx:
Qs + Qd = mj • Cpj (TJ — Tx)
Pri tem pomeni nij maso jeklene taline, Cpj pa specifično toploto jeklene taline.
g)	Točka (8)
Te točke ležijo na notranji steni ponovce nad gladino. Predpostavljamo, da je toplotni tok v radialni smeri enak 0:
T (I, JK, K+ 1) = T (I, JK,— 1, K+l)
h)	Točka (13)
Leži na mejni ploskvi med dvema plastema v navpični steni. Trdimo, da je gostota toplotnega toka, ki prihaja z desne strani (XD), enaka gostoti toplotnega toka na levi strani (A.L):
V • [T (I, J, K) — T (I, J — 1, K)] = ■ [T (I, J + + 1,K)-T(I,J, K)]
oziroma:
T(I j K) X.|VT(I,J+1,K) + VT(I,J-I,K)
A-p + A-L
i)	Točka (14)
Leži na mejni ploskvi med dvema plastema v dnu. Trdimo, da je gostota toplotnega toka, ki prihaja od zgornje plasti (A.z) enaka gostoti toplotnega toka v spodnji plasti (1,):
Xz- [T (I, J, K)-T (I - 1, J, K)] =X, [T(I+1, J, K) — T (I, J, K)]
oziroma:
Po navedenih predpostavkah lahko s pomočjo teh formul izračunamo temperaturo v vsaki mrežni točki ob vsakem času.
Računalniški program smo še nekoliko izpopolnili, tako da računamo poleg temperatur tudi toplotno vsebnost v steni ponovce in toplotne tokove, ki ob posameznih časih pritekajo in odtekajo iz obloge ponovce.
Ponovca firme Didier2
V	tehničnih informacijah zahodnonemške firme DIDIER je bila opisana livna ponovca, obzidana z oblogo iz več tanjših plasti izolacijskega materiala. Notranjost pa je bila iz krom-magnezitne opeke, tipa REXAL 4 N. Navedene so bile toplotno tehnične lastnosti porabljene opeke in merski rezultati o toplotni bilanci in izgubah za 32-tonske ponovce.
Ker z lastnimi eksperimentalnimi podatki še ne razpolagamo, smo želeli preizkusiti naš program na tem primeru. Uporabili smo podatke, ki so navedeni v poročilu o toplotnih prevodnostih in ostalih lastnostih materialov, in skušali sami izračunati vrednosti, ki so jih izračunali in izmerili v ZRN.
Zaradi lažjega računanja in ker niso bili navedeni vsi podatki za vse plasti v oblogi, smo po našem modelu predpostavili, da gre za steno, ki jo sestavljata dve plasti. Prva plast je debela 100 mm in je iz zelo lahkega (p = 800 kg m-3) izolacijskega materiala3 z oznako L 126 (A. = 0,4 Wm_lK_1)> druga plast pa je debela 200 mm in je iz opeke, tipa REXAL 4 N (p = 3000 kg m"3, X = 2,8 Wm_lK"'). Dno je pa po našem modelu debelo prav tako 300 mm in je iz treh enako debelih plasti: L 126 šamot (p = 2000 kgm-\X=l,5 V/m^K"1), REXAL 4 N. Pri vseh treh materialih smo upoštevali isto specifično toploto Cp= 1000 J kg~'K~'.
Najprej smo izračunali toplotno vsebnost, ki jo dosežemo v oblogi ponovce, če ima notranja stena stalno temperaturo 1100° C, kar bi ustrezalo dejanskemu ogrevanju ponovce z mazutnim gorilcem. Po daljšem času namreč lahko shranimo v oblogi neko največjo količino toplote — dosežemo stacionarno stanje. Koliko in kako hitro oblogo ogrejemo, je seveda odvisno od toplotnih lastnosti plasti.
Če pa bi vlili v ponovco jeklo s temperaturo 1600° C, bi seveda spravili v oblogo več toplote in po daljšem času bi imeli drugo stacionarno stanje. Na sliki 2 je prikazana odvisnost toplotne energije Q v oblogi od časa t za oba primera. Rezultata se lepo ujemata tudi s poročilom omenjene firme, kjer so sicer navedene le maksimalne vrednosti.
Izračunali pa smo tudi toplotni tok, ki priteka v oblogo in odteka na zunanji strani iz obloge te ponovce. Na sliki 3 sta narisana oba primera, ko ogrevamo notranjost s temperaturo 1100°Č in 1600°C. Zgornja
Cas ( ure) Slika 2
Toplotna vsebnost 32-tonske ponovce (DIDIER)
Fig. 2
Heat content in the 32-ton ladle (DIDIER)
Čas (ure)
Slika 3
Toplotni tokovi pri 32-tonski ponovci (DIDIER)
Fig. 3
Heat flux in the 32-ton ladle (DIDIER)
krivulja predstavlja toplotni tok, ki priteka, spodnja pa toplotni tok, ki odteka iz ponovce. Lepo se vidi, da bi v obeh primerih po nekaj več kot 12 urah dosegli stacionarno stanje. Za vzdrževanje maksimalne toplotne vsebnosti bi morali določeno toploto dovajati in prav toliko bi je odtekalo ven.
Zanimiv je tudi prikaz, kako se s časom spreminja temperaturna porazdelitev v steni ponovce (slika 4). Debelejša črta označuje vrednosti, ki so navedene v poročilu2.
Pri praktičnem delu naj bi toplotna vsebnost ponovce nihala nekje med prvim in drugim stacionarnim stanjem. Ko namreč vanjo vlijemo jeklo, se toplotna vsebnost obloge močno zveča in zaželeno bi bilo, da si posamezne šarže sledijo čim hitreje. Tako bi se potem jeklo tudi najmanj ohladilo. Če bi vlili 32 ton jekla v to ponovco, bi se talina ohlajala po izračunih približno 25° C/h, kar se tudi lepo ujema s praktičnimi podatki.
Tako smo se na osnovi teh podatkov prepričali o pravilnosti našega modela in poiskali tudi vzroke za manjša odstopanja.
Naše ponovce
Z omenjenim programom smo simulirali tudi ogrevanje v 80-tonskih ponovcah, ki se uporabljajo v Železarni Jesenice. V tabeli so navedene debeline posameznih plasti v steni in njihove lastnosti: gostota v kg m-3, toplotna prevodnost v Wm~'K~' in debelina v mm. Poleg tega navajamo tudi maso celotne obloge in maso jekla, katerega gladina sega do 650 mm pod zgornji rob ponovce. Kot četrta je v tabeli navedena ponovca z oznako DIDIER — to bi bila 80-tonska ponovca, ki bi bila obzidana tako, kot prej 32-tonska ponovca.
Ponovca Prva plast	Druga plast	Masa	Masa
d p ^	d p A.	obloge	jekla
I 220 2000 1,5 H 64 2000 1,5 III 64 2000 1,5 DIDIER 100 800 0,4	160 3000 2,8 192 3000 2,8 200 3000 2,8	14,3 t 19,7 t 21,9 t 19,7 t	77,6 t 76,9 t 72,8 t 66,1 t
Slika 4
Temperatura v steni 32-tonske ponovce (DIDIER) po različnih časih ogrevanja, če je temperatura na notranji strani stalno 1100 "C oziroma 1600 »C
Fig. 4
Temperature in the wall of the 32-ton ladle (DIDIER) as a func-tion of time when the inner temperature is held constant 1100 "C and 1600"C
Slika 5
Toplotna vsebnost 80-tonskih ponovc z različno obzidavo
Fig. 5
Heat content of the 80-ton ladles with different refractory
Pri vsaki od teh ponovc smo predpostavili, da ima notranja stena temperaturo 1100° C in da to traja 12 ur. Na sliki 5 je prikazana količina toplote, ki bi jo spravili v oblogo posameznih ponovc v tem času. Na koncu vsake krivulje so navedene temperature, ki bi jih imela talina po takem ogrevanju po 1 uri in 2 urah zadrževanja v ponovci.
Očitno je najmanjša toplotna vsebnost pri šamotni ponovci (I) in tudi jeklo bi se v njej najmanj ohladilo.
Poleg tega ni posebno velikih razlik v doseženi toplotni vsebnosti med ponovcami II, III in DIDIER.
400 -
300 -
S
200 -
100 -
—i-1-1-1_I_i_i_i_i_i ■ '_
0	5	10
Čas (h)
Slika 6
Toplotni tokovi pri ogrevanju 80-tonskih ponvic
Fig. 6
Heat flux by heating of 80-ton ladles
Precej bolj zanimiva pa je slika 6, ki prikazuje toplotne tokove v ponovcah. V primeru ponovce, ki bi bila obzidana z oblogo, ki jo predlaga firma DIDIER, bi bilo treba za vzdrževanje stacionarnega stanja skoraj dvakrat manj moči, kot pa v ostalih enakovrednih ponovcah II in III. Celo šamotna ponovca zahteva za vzdrževanje maksimalne toplotne vsebnosti v oblogi večjo moč. Med ponovcami II, III in DIDIER gre za pomembno razliko: izolacijska masa L 126 je tista, ki omogoča, da je za vzdrževanje tople ponovce treba dvakrat manj energije. Zato bi bilo iz ekonomskih razlogov nujno nadomestiti v naših ponovcah II in III zunanjo šamotno plast (64 mm) z neko vrsto penastega šamota ali kakšnega drugega boljšega izolacijskega materiala.
Kar se tiče ohlajanja jekla, lahko pričakujemo, da se bo talina bolj ohladila, če uporabljamo obzidavo iz krommagnezitne opeke (slika 7), kot pa iz šamota. Vendar je pri tem tudi pomembno, da imamo v prvi zunanji plasti dober izolacijski material.
Slika 8 in 9 kažeta temperaturno porazdelitev v steni za vse 4 ponovce (po 1, 3, 5 in 12 urah ogrevanja).
PRIMER, KI GA PRIČAKUJEMO V PRAKSI
Oglejmo si še primer ogrevanja in ohlajanja ponovce, ki ga tudi lahko simuliramo z našim programom. Predpostavljamo, da imamo opravka z 80-tonsko po-novco, ki je obzidana samo s šamotom (I). Najprej jo ogrevamo s temperaturo 1100°C 6 ur in potem vlijemo vanjo jeklo s temperaturo 1600°C, ki naj ostane v ponovci 2 uri. V tem času se jeklo ohladi od začetnih 1600°C na 1575°C oziroma 1557°C. Po dveh urah izlije-mo jeklo ven in pustimo, da se ponovca hladi na zraku. Matematično simuliramo skrajno neugodno situacijo.
1600
o o
E 1550 <u a E
1500
60
Čas (min)
120
Slika 7
Ohlajanje taline v ponovci, ki smo jo predhodno ogrevali 12 ur (primer I — 24 ur)
Fig. 7
Cooling of liquid steel in the ladle that was previously heated 12 hours (čase I — 24 hours)
1000 -
1000 -
500
200 100 d (mm)
j ^ SAMOT
200 100 d (mm)
|Šs,MOT|KROMMAGNEZIT;
d
1000-
0
1 a
E
500
DIDIER
1000-
200 t)0 d (mm) |ŠAMDT| .KROMMAGNEZIT
200 100 0 d (mm)
j _ L126> | ^ROMMAGNEZIT^ j
Slika 9
Temperatura v steni ponovc (III in DIDIER) po različnih časih ogrevanja
Fig. 9
Temperature in the wall of the ladles III. and DIDIER as a func-tion of the heating time
Slika 8
Temperatura v steni ponovc (I. in II.) po različnih časih ogrevanja
Fig. 8
Temperature in the vali of the ladles I. and II. as a function of the heating time
Slika 10
Toplotna vsebnost 80-tonske ponovce (I) pri različnih toplotnih razmerah
Fig. 10
Heat content of the 80-ton ladle (I) as a function of different heating conditions.
Predpostavljamo, da se notranja stena obloge v trenutku ohladi na 600°C in tolikšna tudi ostane 4 ure. Po 4 urah takšnega ohlajanja si mislimo, da ponovco ponovno ogrevamo s temperaturo 1100°C 2 uri. S slike 10 se vidi, da bi po 2 urah ogrevanja praktično skoraj kom-
penzirali izgubo toplote in da bi pri ponovnem vlivanju lahko pričakovali enako ohladitev taline.
IZKORISTEK GORILCEV
Ponovce navadno ogrevamo z gorilci na mazut ali plin, ki pa imajo razmeroma veliko moč. V naši Železarni so v rabi gorilci z močjo 1,4 MW, kar je na slikah Q (t) označeno s puščico. Začetni toplotni tokovi, ki smo jih izračunali po naših predpostavkah, so res zelo veliki, vendar pa je mogoče videti iz diagramov Q (t), da je pri ogrevanju hladne ponovce na približno 80 % maksimalne toplote, ki jo lahko spravimo v oblogo, izkoristek energije gorilcev približno 30 %. Če pa s takim gorilcem ogrevamo ponovco med enim in drugim vlivanjem jekla, je pa izkoristek izredno nizek (7—10%).
ZAKLJUČEK
Matematični model za prenos toplote v ponovci daje zelo nazorno sliko o toplotni vsebnosti, temperaturnih gradientih v oblogi in v toplotnih tokovih, ki pritekajo na notranji strani in odtekajo skozi zunanjo steno. Rezultati matematične simulacije pri 32-tonski ponovci forme DIDIER se odlično ujemajo z eksperimentalnimi podatki, ki so navedeni v njihovem poročilu.
Glede naših ponovc pa lahko rečemo naslednje:
Samotna obloga bi se gotovo najbolje obnesla, saj je pri tej ohlajenje taline najmanjše.
Nova tehnologija pa zahteva uporabo krom-magne-zitne opeke, ki je težja in ima slabše izolacijske sposobnosti kot šamot. Zato se po pričakovanju tudi talina nekoliko hitreje hladi. Prav zaradi tega je pa toliko pomembnejše ogrevanje ponovce med eno in drugo šaržo. Zaradi slabe ekonomičnosti gorilcev na mazut ali plin bi bilo treba razmisliti o drugih možnostih ogrevanja in ponovno preštudirati možnost uporabe pokrovov.
Brez dvoma pa bi bilo nujno potrebno pri naših ponovcah II in III, ki so obložene z magnezitno opeko, nadomestiti prvo plast šamota z boljšim izolatorjem. Slika 7 nazorno kaže, da bi za vzdrževanje toplote v ponovci, ki bi imela na primer oblogo, ki jo predlaga firma DIDIER, porabili tudi do 50 % manj energije. Poleg tega se s slike 10 vidi, da bi po 4 urah ohlajanja (600°C) zadoščalo le 2 uri ogrevanja (1100°C), da bi dosegli enako toplotno vsebnost, kot pred vlivanjem prve šarže. Veljalo bi lahko splošno pravilo: če med dvema zaporednima vlivanjema mine manj kot 2 uri, ponovce ni treba dodatno ogrevati. Če pa ostaja ponovca na zraku dalj časa, je potrebno polovico tega časa, da jo ogrevamo s temperaturo 1100°C. Zaradi slabe ekonomičnosti gorilca pa naj ne bi ogrevanje trajalo več kot 6 ur, da bi dosegli nekako 80 % možne toplote v oblogi. Daljše ogrevanje se s stališča toplote, ki jo še pridobimo v oblogi, in ogromno količino toplote, ki jo trošijo gorilci, prav gotovo ne splača.
' Idealno bi bilo, če bi si zaporedna vlivanja sledila hitreje kot po I uri, saj bi bila ponovca takrat najbolj topla in bi se njena toplotna vsebnost gibala nekje med spodnjim in zgornjim stacionarnim stanjem, česar s segrevanjem z gorilci nikdar ni mogoče doseči.
V bodoče bo sicer treba čimveč predpostavljenih parametrov nadomestiti z merskimi rezultati. Tako bo matematični model dal lahko še zanesljivejše in uporabnej-še rezultate.
Literatura
1.	G. D. Smith Numerical Solution of Partial Differential Equations, Oxford University Press, London 1971
2.	Didier Technische Informationen, Stoeko — Hauspost Nr. 4/76D, DIDIER WERKE, VERKAUFSGRUPPE II. STO-ECKEN & K.UNZ, 415 KREFELD-LINN Rheinhafen.
3.	Feuerfeste und saurebestandige Erzeugnisse Didier-Werke, Hauptverwaltung Wiesbaden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die rechnerische Simulierung der Ervvarmung einer Pfanne und der Abkuhlung von Stahl in ihr hat folgende interessante Ergebnisse ergeben, die auch fiir die praktische Arbeit von Wichtigkeit sind. Bei einer besseren Ausmauerung des Dauer-futters in mehreren Schichten und besseren Isolationseigen-schaften konnten die VVarmeverluste zur Halfte reduziert vverden. Wenn zvvischen zvvei Abstichen vveniger als zvvei Stunden vergehen, braucht die Pfanne nicht zusatzlich ervvarmt zu vverden. Falls diese Zeit langer ist, ist die notige Ervvarmungszeit gleich der Halfte der Zeit, die zvvischen zvvei Abstichen verlau-
fen ist. Das zusatzliche Ervvarmen der Pfannen mit dem Schvverolbrenner ist ausserst undkonomisch, da der Warme-nutzungsgrad sehr klein ist (unter 10 %). Eine entsprechend bes-sere Art der Pfannenervvarmung solite angevvendet vverden.
Anhand der praktischen Versuche miisste noch die These bestatig vverden, dass die NVorvvarmung der Pfannen nicht langer als 6 Stunden dauern solite, da die vveitere Vorvvarmung sehr teuer ist. Ein Kompromiss unter den Kosten fiir die vveitere Vorvvarmung der Pfannen und den Kosten die die Warme-ferluste in der Schmelze darstellen, vvird zu funden.
SUMMARY
Computer simulation of heating the ladle and of cooling the steel in it gave the follovving interesting results which are important also in practical work: If the ladles are more care-fully lined and simultaneously more layers with better insulat-ing properties applied, the stationary losses can be halved. If the intervals between single pourings into the ladle do not ex-ceed 2 hours the ladle needs not to be additionally heated. At longer intervals the period of additional heating is equal to the half of period betvveen the two consecutive melts. Additional
heating of ladle with an oil burner is extremely unprofitable since the heat efficiency is very low (<10 %). A more suitable way of heating must be chosen.
Practical experiments must confirm the supposition that heating of ladle should not be longer than 6 hours since fur-ther heating is extremely expensive. It is necessary to find opti-mum between the costs of additional heating of ladle and the costs of thermal losses in the steel melt.
BbinecjiHTejibHoe MoaeanpoBaHHe HarpeBa KOBLua h b Hefl oxjia>KiteHHfl CTajiH aa.no caeayiomHe aocTonpHMenaTeabHbie pe3yjibTaTbi, KOTOpbie 3HaiHTeJibHbi TaK*e aa« npaKTHfe-ckoh pa6oTbi. Ecjih TiuaTejibHee BbinoaHHTb o6MypoBKy n npn 3tom ynoTpe6HTb 6ojibiiie caoeB c ayHiunMn H30JiHpyK>-tuhmh Cn0C06H0CTHMH, KOTOpbie 6bl MOrjlH yMeHbUJHTb CTa-UHOHapHbie noTepii Ha nojioBHHy. Ecjih \ie)Kay OTfleabHbiM jihtbem He npoHneT 6ojibuie Me\i aBa naca, to kobui He noaae-jkht ao6aB0HH0My HarpeBy. EcaH »e npofiaeT 6ojibuie neM aBa naca, to cjieayeT noaorpeB KOBiua Ha noaoBHHy BpeMeHH, KCTODoe 6biao yTpaneHO Ha aBe nocaeaoBaTHabHbie uinxTbi.
flo6aBOMHbifi HarpeB c Ma3yTH0H ropeaKOii oneHb HesKOHO-MHHHbifi, TaK KaK Tenji0Hcn0ab30BaHne oneHb He3HanHTeabH0
(10%). Haao iicKUTb 6onee cooTBeTCTBeHHbifi cnoco6 HarpeBa.
C npaKTHHecKiiMH onbiTaMH naao eme noaTBepaHTb Tesne, HTo6bi HarpeB KOBLua He npoaoaacaaca ooabuje 6-th na-cob, TaK KaK aaabHefiujHH HarpeB oneHb aopor. Haao HCKaTb KOMnpoMHCCHoe peiueHHe Me)Kay pacxoaaMH, KOTOpbie co-CTaBajnoT ao6aB04HbiR HarpeB KOBiua c pacxoaa\in Tenao-Bbix noTepb b pacnaaBe CTaan.
Tehnične novice
Nove elektro pločevine v Železarni Jesenice
Filip Marinšek
Kvalitetne elektro pločevine* pretežno uporabljamo za izdelavo vrtečih se električnih strojev in naprav za ja-ki tok za izmenično magnetenje. Do nedavnega so za elektro pločevine take vrste večji del uporabljali vroče valjane pločevine. Zaradi zahtev elektrotehnike po boljših magnetnih lastnostih niso bile te pločevine več primerne. Slaba je bila kvaliteta površine, preširoke so bile tolerance debeline in prevelika valovitost. Nujno je bilo bistveno izboljšanje predelavnosti elektromagnetnih pločevin. Tako se je produkcija teh pločevin prenesla na fine pločevinske proge za hladno valjanje.
Pri izdelavi hladno valjanih elektro pločevin je vedno odprto vprašanje izbire optimalne sestave jekla. Običajno znaša vsebnost silicija v elektro pločevinah med 0,8 in 3,2 %. Učinek silicija je v povečanju električnega specifičnega upora, zmanjšanju izgub zaradi vrtinčnih tokov, v zmanjšanju energije kristala in histereznih izgub. Kot zanimivost pa naj zapišemo, da gre splošni razvoj kljub temu v smeri zmanjšanja vsebnosti silicija.
			i																									
																												
																												=
																										—	—	
																					-							
																		-										
														-														
																												
							..H																					
					• X																							
	*>																											
																			_	_								
												-	-															
																												
	r"																											
	X*																											
																												
																												
																												
																				>								
																J												
																												
																												
																												
													A															
												/																
											/	/																
											7																	
																												
																												
																												
									{																			
																												
							}	J												Matosilicirana dinamo pločevina • vzdolžna smer x prečna smer								
																												
							!																					
						/																						
						)																						
					/																							
																												
																												
																												
	—i																											
10 100
20 200
30
300
H ( A/cm ) Slika 1
Krivulja magnetenja malo silicirane dinamo pločevine (1 % Si)
Fig. 1
Magnetization curves of silicon steel
o o
s t/l
s
20000,
15000
10000
5 000
120 A/cm
0 Oe
— dinamo pločevine
0	5	10
Jakost magnetnega polja ( H )
Slika 2
Krivulja magnetenja železa za releje
Fig. 2
Magnetization curves of low-carbon steel
Vzroki za to so v boljši sposobnosti za magnetenje, zboljšanju toplotne prevodnosti, zboljšanju predelavne sposobnosti in sposobnosti za štancanje.
Pričakujoče višje izgube zaradi vrtinčnih tokov pa so lahko z boljšo čistočo (manj nekovinskih vključkov, nižja vsebnost ogljika), z manj kristalnimi napakami (dislokacije, meje zrn) in s tem bistveno zmanjšanimi histereznimi izgubami skoraj izravnane.
Pogoj za doseganje dobrih lastnosti na elektro pločevinah je dobro razogljičenje, ki ga lahko dosežemo:
—	v talini med izdelavo jekla (ponovčna metalurgija)
—	pri končnem žarjenju HVT (razogljičevalno žar-jenje)
Dobro končno žarjene pločevine vsebujejo maksimalno 0,004 % C, kar pa je tudi pogoj za dobre magnetne lastnosti in odpornost proti staranju. Da bi dosegli tako dobro razogljičenje v talini jekla, je potrebna vakuumska obdelava taline, kar pa v industrijskih pogojih ni vedno mogoče. Vendar je način izdelave jekla s ciljem čim bolj znižati vsebnost ogljika v jeklu vsekakor dobrodošel pri kasnejšem razogljičenju trakov.
Železarna Jesenice je z uvedbo VOD (vacuum oxy-gen decarburizaton) postopka v jeklarni pričela s proizvodnjo malosiliciranih elektro pločevin. To so pločevine z vatnimi izgubami med 2,6 in 3,6 W/kg pri gostoti magnetnega polja IT. Za malosilicirane pločevine je značilna predvsem boljša magnetna indukcija v celotnem območju krivulje B —H. (si. 1) Optimalne mehanske lastnosti, pomembne za štancanje, smo dosegli z le
giranjem fosforja. Po VOD postopku izdelane malosili-cirane elektro pločevine se odlikujejo po izredno nizkih vsebnostih žvepla in dušika. Prav nizke vsebnosti dušika pa omogočajo tudi izdelavo teh pločevin z nizko vsebnostjo aluminija. Inačica malo siliciranih elektro pločevin z nizkim aluminijem je primerna za izdelavo polgotovih (semi-finished) elektro pločevin.
Kot že omenjeno, je za malosilicirane elektro pločevine značilna boljša magnetna indukcija. Prav zato so te pločevine zelo primerne za izdelavo manjših motorjev.
Malosilicirane elektro pločevine izdelujemo tudi izolirane z izolacijskim lakom, ki je primerna za varjenje lamel v pakete na avtomatih.
Možnost avtomatičnega varjenja izolirnih lamel v pakete je vsekakor velika prednost za izdelovalce malih
motorjev. Z varjenjem odpade kovičenje, vijačenje ali zalivanje s siluminom.
VOD postopek izdelave jekla nam je omogočil tudi izdelavo maloogljičnih jekel za releje (kotve, mostičke, elektro magnete in podobne dele) za enosmerno magne-tenje. To so relejna železa, ki se odlikujejo z nizko koer-citivnostjo in visoko permeabilnostjo pri nizkih jakostih magnetnega polja ter zelo dobro odpornostjo proti magnetnemu staranju. Dobre predeLvne lastnosti relejnega železa v dobavnem strnju dopuščajo stiskanje, krivljenje, upogibanje, globoko vlečenje in štancanje pri izdelavi posameznih delov. Železarna Jesenice izdeluje železo za releje kot hladno valjano pločevino in kot vlečene palice z različno koercitivnostjo po končnem žarjenju. (si. 2)
6. XII. 1905—7. II. 1985
Dipl. inž. Miroslav Nikolič
IN MEMORIAM
Ob vstopu v osemdeseto leto življenja je nenadoma odpovedalo globoko čuteče, vendar pa preutrujeno srce diplomiranega inženirja MIROSLAVA NIKOLIČA, priljubljenega Mileta, enega prvih domačih inženirjev v jeseniški železarni in dolgoletnega vodja predelovalnih obratov, najbolj zaslužnega strokovnjaka jeseniške železarne za razvoj in rast modernih predelovalnih obratov.
Rodil se je 6. decembra 1905 v Negotinu v Srbiji v oficirski družini, ki se je zaradi očetovih dolžnosti v vojski večkrat selila in tako je po prvi svetovni vojni prišla najprej v Ljubljano in kasneje v Maribor, kjer je leta 1924 opravil veliko maturo na realni gimnaziji, leta 1930 pa je maturiral na elektrostrojnem odseku Tehnične fakultete v Beogradu. Po nekajmesečni praksi v Nemčiji in odsluženju vojaškega roka se je 15. oktobra 1931 zaposlil v takratni Kranjski industrijski družbi na Jesenicah, najprej kot asistent v predelovalnih obratih, po opravljenem državnem izpitu za pooblaščenega elektroinženirja pa je leta 1934 postal odgovorni namestnik šefa obratov, septembra 1940 pa šef predelovalnih obratov.
Kot rezervni artilerijski poročnik je bil 1. aprila 1941 mobiliziran v jugoslovansko vojsko, 14. aprila pa skupaj z divizijo zajet od Nemcev in odpeljan v vojno ujetništvo v Nemčijo, od koder se je vrnil junija 1945. Toda v ujetništvu, že »zastrupljen« z železarstvom ni miroval. Njegov nemirni duh je bil ob velikem optimizmu in veri, da tretji rajh ni nepremagljiv, uprt v nadaljnji razvoj jeseniških predelovalnih obratov. Z znanjem, pridobljenim na študiju, s samoizobraževanjem in na delovnih mestih, je v ujetniškem taborišču pripravil in v miniaturni izvedbi izdelal vse načrte, izračune in razpored strojev za izgradnjo novih predelovalnih obratov na Jesenicah. Njegovo teoretično in praktično znanje ter spremljanje strokovne literature so bili osnova, da je obnovo in povečanje predelovalnih obratov lahko zasnoval na sodobnem in v perspektivo usmerjenem principu.
Na osnovi njegovih miniaturnih skic, ki jih je lahko skrival pred Nemci in varno hranil, je po osvoboditvi Projektantski zavod Slovenije izdelal ustrezne načrte za gradnjo novih predelovalnih obratov. Nove proizvodne hale so bile v letih 1952 in 1953 postavljene in pripravljene za preselitev strojev in naprav iz starih obratov.
Z brezhibno organizacijo in koordinacijo preseljevanja strojev in naprav, kar je hkrati že z uvajanjem proizvodnje vodil osebno, so v letu preseljevanja dosegli načrtovano proizvodnjo, in sicer 5.500 hladno valjanih trakov in 18.300 ton vlečene žice. Njegova sodobna koncepcija razporeditve in postavitve strojev in naprav je bila potrjena s skoraj 100 % povečano proizvodnjo v letu 1957, ko so dosegli 10.000 ton hladno valjanih trakov in 36.600 vlečene žice. Doseženi uspeh je bil še toliko večji in pomembnejši, ker so te rezultate dosegli na zastarelih, preseljenih strojih in napravah iz starega obrata. Ob preselitvi sta bili namreč postavljeni samo nova lužilnica in pocinkovalnica.
V času, ko sta izgradnja in preseljevanje obratov zahtevala od inž. Miroslava Nikoliča največje napore in angažiranje časa, je vodil skupino za izdelavo projekta za novo hladno valjamo v Železarni Nikšič, kije najsodobnejše projektirana.
Svoje bogato znanje in izkušnje je prenašal tudi na svoje sodelavce ter vzgojil več strokovnjakov na področju hladne predelave jekel, ki še danes uspešno delajo na področju hladne predelave in uresničevanju njegovih zamisli.
Proizvodnja, ki jo je vodil in usmerjal, je iz leta v leto naraščala. Njegova skrb je bila usmerjena tudi v kvalitetno rast in v tem času je bilo osvojenih več novih kvalitet hladno valjanih trakov in vlečene žice iz ogljičnih, nizko in visoko legiranih jekel. Za modernizacijo in obnovo obrambne industrije SFR Jugoslavije je bilo pod njegovim strokovnim vodstvom osvojenih več novih kvalitet hladno valjanih trakov oziroma vlečene žice.
Vedno večje potrebe tržišča so narekovale razširitev in povečanje proizvodnje, zato je vodil in ustvarjal novi projekt za razširitev oziroma povečanje proizvodnje hladno valjanih trakov, ki je z novim valjčnim
ogrodjem postopoma naraščala in leta 1966 dosegla 26.000 ton. Prav tako je sodeloval pri projektu zamenjave in modernizacije žičarskih strojev in naprav. Modernizacija in obnova strojnega parka je ob njegovi prisotnosti potekala vsa leta in bila v glavnem zaključena v letu 1965. Vse to je pogojevalo povečanje proizvodnje vlečene žice od 18.300 ton letno na 46.100 ton v letu 1966.
Razvoj dveh osnovnih obratov — hladne valjame in žičarne je bila dobra osnova za nadaljnji razvoj izdelkov iz žice in hladno valjanih trakov. Povečana proizvodnja žice je omogočila povečanje proizvodnje elektrod od skromnih 285 ton v letu 1946 na 8.500 v letu 1966.
Njegovo delo je povezano z vsem nadaljnjim razvojem izdelkov iz vlečene žice in hladno valjanih trakov. Razvoj proizvodnje hladno predelanih izdelkov v Železarni Jesenice od skromnih 40.000 ton do približno 240.000 ton, lahko ocenjujemo kot življenjsko delo in zaslugo inž. Miroslava Nikoliča. Od leta 1950 do 1960 je bil šef predelovalnih obratov, nato pa do upokojitve 31. oktobra 1951, šef delovne enote predelovalni obrati.
Inž. Nikolič pa je bil tudi izjemno zagret in ustvarjalno prisoten občan jeseniške občine in s svojo kriti-čno-ustvarjalno mislijo veliko prispeval k razvoju mesta, predvsem v pogledu komunalne in hortikulturne ureditve. Njegovo globoko čuteče srce je 54 let prizadeto in ustvarjalno utripalo za jeseniško železarno in jeseniško občino, vendar pa je bilo s svojimi koreninami vedno v svojem rojstnem Negotinu in pri svoji rodbini, katero je neverjetno spoštoval in cenil. Čeprav se je šolal v treh jezikih — bolgarščini, srbohrvaščini in slovenščini, in ob tem tudi spoznaval bogato kulturo in kulturno dediščino vseh jugoslovanskih narodov in narodnosti, je bil neverjetno občutljiv za čistost in lepoto slovenskega jezika in velik ljubitelj slovenske kulture, kateremu razvoju je sledil od železarskih Jesenic do vrhunske slovenske kulture in ustvarjalnosti. Nobeno kulturno umetniško področje mu ni bilo tuje, najsibo da je šlo za klasiko ali sodobno umetnost, za literaturo, glasbo, likovno umetnost, gledališče ali arhitekturo. Zato je bil tudi na vseh teh področjih prisoten, ne samo kot pasivni občudovalec, temveč kot kritično-spodbujevalni soustvarjalec, spoštljivo pozoren do vseh kulturnih prizadevanj v občini.
Občudovali smo njegovo izredno široko razgledanost, ne samo na njegovem strokovnem področju — hladni predelavi jekla — temveč na vseh področjih človeške ustvarjalnosti. Presenečal je s svojim znanjem in poznavanjem zgodovine. Zaradi svoje aktivnosti in pripadnosti so ga sprejeli za častnega člana likovnega kluba DOL1K DPS Svoboda Tone Čufar in amaterske gledališke skupine, gledališča Tone Čufar.
Aktivno je deloval v krajevni samoupravi, stanovanjskem gospodarstvu, na področju varstva okolja in drugje.
Za svoje delo v jeseniški železarni je bil odlikovan z redom dela tretje stopnje, za svoje življenjsko delo na področju hladne predelave jekla pa je prejel Lambert Pantzovo nagrado. Bil je tudi nosilec srebrnega priznanja Osvobodilne fronte slovenskega naroda.
Inženir Miroslav Nikolič je bil velika, humana osebnost širokega obzorja, pravi živi leksikon, ki ga je tako nesebično razdajal mlajšim rodovom. Ker so bile njegovo zadnje branje pred smrtjo Prešernove poezije naj z njegovimi verzi, ki jih je napisal v nemščini, sklenemo ta spominski zapis: Človek mora umreti, človeštvo ostane, in z njim bo ostalo, kar je napravil zanj.
Mirislav Nikolič pa je za človeštvo naredil veliko in zato bo s svojimi deli tudi ostal med nami.
Joža Vari
Odgovorni urednik: Jože Arh, dipl. inž. — Člani dr. Jože Rodič, dipl. inž., Franc Mlakar, dipl. inž., dr. Aleksander Kveder, dipl. inž., dr. Ferdo Grešovnik, Darko Bradaškja, tehnični urednik
Oproščeno plačila prometnega davka na podlagi mnenja Izvršnega sveta SRS — sekretariat za informacije št. 421-1/172 od 23. I. 1974
Naslov uredništva: ZPSŽ — Železarna Jesenice, 64270 Jesenice, tel. št. 81-341 int. 2619 — Tisk: TK »Gorenjski tisk«, Kranj

VSEBINA
UDK: 669.15-194.56 : 669.183.184 ASM/SLA: SS-e. D7a, D8m Metalurgija — nerjavna jekla — EO peč — VOD postopek J. Arh. J. Triplat Izkušnje Železarne Jesenice pri izdelavi nerjavnih jekel po dupleks postopku EO peč — VOD naprava. Železarski zbornik 19 (1985) 2 s 17—22 Prispevek obravnava izdelavo avstenitnih nerjavnih jekel po dupleks postopku EO peč — VOD naprava. Podan je opis VOD naprave in naprave za legiranje. Opisana je izdelava jekla v EO peči od sestave vložka do izpusta iz peči. Vsebnost C v talini pred izpustom znaša od 0,60 do 0,80%. Cr, Ni in Mn so v analiznih mejah. Redukcijske reakcije se v veliki meriizvršijo med izlitjem jekla in mešanjem jekla in žlindre v ponvi. Žlindro posnamemo iz ponve, talino po potrebi dolegiramo in ohladimo na potrebno začetno temperaturo. Oksidacijo vršimo s plinastim kisikom skozi I 1/4 »shin-to« cevi, ki ga pihamo na talino. Proces oksidacije kontroliramo s pomočjo analizatorja odvodnih plinov. Oksidaciji slede razogliče-nje z v talini raztopljenim kisikom. Po redukciji odžveplanju in de-gazaciji korigiramo kemijsko sestavo in temperaturo taline, če je potrebno tudi z dodajanjem hladilnih odpadkov. Pri jeklih legiranih s Titanom pred dodatkom Ti posnamemo žlindro. VOD ponve so obzidane bazično, s krommagnezitnimi ali dolo-mitnimi materiali. Za prepihovanje z argonom uporabljamo opla-ščene argonske kamne po sistemu Didier, ki so nameščeni v dnu izven središča, kar pa za obrabo obzidave ni najboljše. Prednosti so tako na ekonomski kot na kvalitetni strani, zlasti visoka je stopnja odžveplanja, ki v povprečju znaša 85%, najnižje dosežene vsebnosti žvepla pa so pri 0,001 % S. Avtorski izvleček	UDK: 669.183.184 : 669.14.018.5 ASM/SLA: D7a. D8m, TSn Metalurgija — jeklarstvo J. Triplat. J. Arh Dosežki pri izdelavi dinamo jekel v VOD napravi v Železarni Jesenice Železarski zbornik 19 (1985) 2 s 25-29 Podan je opis tehnologije izdelave dinamo jekel po duplex postopku (EP in VOD), ki je osvojena v Železarni Jesenice. Prednosti vakuumske tehnologije so v glavnem v nižji koncentraciji C v izde-lavnem jeklu, cenejših surovinah in zanesljivosti izdelave jekel. Doseženi rezultati so potrdilo pravilnosti tehnološkega postopka v novi Jeklarni II, kjer bo stala enaka naprava. Avtorski izvleček
UDK: 669.15-194.56:669.187.2 ASM/SLA: SS-e, 1-73 Metalurgija — vakuumska oksidacija — nerjavna jekla — termodi-namika. N. Smajič Optimiranje EOP — VOD postopka proizvodnje nerjavnih jekel Železarski zbornik 19 (1985) 2 s 31-38 Probleme, ki nastopajo pri dupleks postopku EOP — VOD proizvodnje nerjavnih jekel lahko razdelimo v tri osnovne skupine: —	problemi povezani z vzdrževanjem časovno usklajenega dela EOP in VOD. —	problemi tehnološko vsklajenega dela EOP in VOD ter —	problemi v zvezi oz obstojnostjo obloge VOD ponovce. Opisane so možnosti nadaljnje optimizacije tega postopka z neposredno aplikacijo termodinamičnih zakonitosti, ki jo omogoča matematično modeliranje in uporaba računalnika. Avtorski izvleček	UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA W19b, Dllk. U4j Metalurgija — jeklarstvo — toplota — ponovce — ogrevanje — ohlajanje jeklene taline B. Brudar Matematični model toplotnega stanja livne ponovce pri ogrevanju in vlivanju Železarski zbornik 19 (1985) 2 s 39-46 Računalniška simulacija ogrevanja ponovce in ohlajanja jekla v njej je dala naslednje zanimive rezultate, ki so pomembni tudi za praktično delo. Če bi bolj skrbno obzidali ponovce in pri tem uporabili več plasti z boljšimi izolacijskimi lastnostmi, bi lahko zmanjšali stacionarne izgube na polovico. Če med posameznimi vlivanji v ponovco mine manj kot 2 uri, ponovce ni treba dodatno ogrevati. Če mine dalj časa, je potrebni čas dogrevanja enak polovici časa, ki je minil med dvema zaporednima šaržama. Dodatno ogrevanje po-novc z mazutnim gorilcem je izredno neekonomično, ker je izkoristek toplote tako zelo majhen (< 10%). Poiskati bi bilo treba ustreznejši način ogrevanja. S praktičnimi poskusi bi bilo treba še potrditi tezo, da naj bi ogrevanje ponovce ne trajalo več kot 6 ur. ker je nadaljnje ogrevanje izredno drago. Poiskati bo trfba kompromis med stroški, ki jih predstavlja dodatno ogrevanje ponovce in med stroški, ki jih predstavljajo toplotne izgube v jekleni talini. Avtorski izvleček
INHALT
U DK: 669.183.184:669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn Metallurgie — Stahlherstellung J. Triplat, J. Arh Erfolge bei der Erzeugung von Dvnamostahl in der VOD Anlage im Hiittenwerk Jesenice Železarski zbornik 19 (1985) 2 S 25-29 Eine Beschreibung der Technologie der Erzeugung von Dyna-moslahl nach dem Duplex verfahren LB Ofen — VOD. die im HCit-tenvverk Jesenice entvvickelt worden ist. wird beschrieben. Die vve-sentlichen Vorteile der Vakuummetallurgie sind tiefe Endkohlen-stoffgehalte im fertigen Slahl. billigere Rohsloffe. zuverlassige Her-stellungs-vveise. Die erzichlten Ergebnisse sind eine Bestattigung der richtigen Technologieentvvichlung. Das isl von besohnderer Wichtig-keit auch fiir das neue Stahlvverk 2. wo eine gleiche VOD Anlage aufgestellt vvird. Auszug des Aulors	UDK: 669.15-194.56:669.183.184 ASM/SLA: SS-e. D7a. D8m Metallurgie — nichtrostende Stahle — LB Ofen — VOD Verfahren J. Arh, J. Triplat Erfahrungen des Hiittenwerkes Jesenice bei der Erzeugung nicht-ro-stender Stahle nach dem Duplexverfahren LB Ofen — VOD Anlage Železarski zbornik 19 (1985) 2 S 17-22 Im Beitrag wird die Erzeugung nichtrostender Stahle nach dem Duplexverfahren LB Ofen — VOD Verfahrenbehandelt. Im kurzen vverden die VOD Anlage und die Legierungsanlage beschreiben. Die Einsalzusammensetzung vvird angegeben und die Arbeitsweise im LB Ofen wird beschrieben. Der Kohlenstoffgehalt in der Schmelze vor dem Abstich betragt von 0.60 bis 0.80 V Cr. Ni und Mn Gehalte sind in den Analysengrenzen. Die Reduktion der Schlacke erfolgt in grossem Maase vvahrend des Abstiches und dem nachtraglichen Mischen von Stahl und Schlacke in der Pfanne. Die Pfanne vvird abgeschlackt, in das Gefass gesetzt und nach Bedarf zulegiert und bis auf die notige Anfangstemperatur abgekiihlt. Sauersloff vvird vvahrend der Frischperiode durchg 1 1/4 »Shinto« Rohre auf die Schmelze geblasen. Der Frischprozess vvird mittels eines Abgasanalisators iibervvacht. In der Auskochzeit vvird die Schmelze durch das im System gelosste Sauerstoff vveiter entkohll. Nach der Reduktion, der Entschvvefelung und Entgasung vverden die Zusammensetzung und die Temperatur der Schmelze korriegirt und eingestellt. Wenn notig vvird Kiihlschrott zum Kiihlen zu-gegeben. Bei den titanlegierten Stahlen wird vor dem Legieren die Pfanne abgeschlackt. Fiir die Pfannenzustellung vverden Chrommagnesit wie auch di-rektgebundene Dolomitsteine angevvendet. Zur Spiiiung sind um-mantelte Spiilsteine nach dem Didier System aussermittig im Pfan-nenboden angeordnet. vvas den Verschleiss der Pfannen negativ be-einflusst. Die Vorteile dieses Verfahrens sind sovvohl an der okonomi-schen vvie auch an der qualitativen Seite. Besonders hoch ist der Entschvvefelungsgrad. im Durchschnit bei 85%. Die tiefsten End-schvvefelgehalte sind bei 0,001 %S. Auszug des Autors
UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA: WI9b, D11 k. U4j Metallurgie — Stahlherstellung — Warme — Pfannen — Ervvarm-mung — Abkiihlen der Stahlschmelze B. Brudar Mathematisches Modeli des VVarme/ustandes einer Giesspfanne beim Erwarmen und Ciessen Železarski zbornik 19 (1985) 2 S 39-46 Die rechnerische Simulierung der Ervviirmung einer Pfanne und der Abkiihlung von Stahl in ihr hal folgende interessante Ergebnisse ergeben, die auch fiir die praktische Arbeit von VVichligkeit sind. Bei einer besseren Ausmauerung der Pfanne bzw. Bei einer Aus-mauerung des Dauerfutters in mehreren Schichlen und besseren Isolationseigenschaften konnten die VVarmeverluste zur Halfte re-duziert werden. Wenn zvvischen zvvei Abstichen vveniger als zwei Stunden vergehen. braucht die Pfanne nichl zusatzlich ervvarmt zu werden. Falls diese Zeil langer is!, ist die notige Ervvarmungszeit gleich der Halfte der Zeit, die zvvischen zvvei Abstichen verlaufen ist. Das zusatzliche Ervvarmen der Pfannen mit dem Schvverolbren-ner ist ausserst unokonomisch, da der Warmenutzungsgrad sehr klein ist (unter 10%). Eine entsprechend bessere Art der Pfanne-nervvarmung solite angevvendet vverden. Anhand der praktischen Versuche miisste noch die These besta-tigt werden, dass die Vorvvarmmung der Pfannen nicht langer als 6 Stunden dauern solite, da die vveitere Vorvviirmung sehr teuer ist. Ein Kompromiss unter der Kosten fiir die weitere Vorvvarmung der Pfannen und den Kosten die die Warmeverluste in der Schmelze darstellen, wird zu finden. Auszug des Aulors	U DK: 669.15-194.56:669.187.2 ASM/SLA: SS-e. 1-73 Metallurgie — Vakuumfrischen — nichtrostende Stahle — Ther-modinamik N. Smajič Die Optimierung des LBO — VOD Verfahrens der Erzeugung »on nichtrostenden Stahlen Železarski zbornik 19 (1985) 2 S 31-38 Die Probleme vvelche bei der Erzeugung der nichtrostenden Stahle nach dem Duplexverfahren LBO — VOD auftretten, konnen in drei Grundgruppen eingeteilt vverden: —	Probleme die mit der Aufrechterhaltung der zeitlich abge- " stimmten VVirkung zvvischen LBO Ofen und VOD Anlage verbun-den sind —	Probleme der technologisch abgestimmten Arbeit zvvischen LBO Ofen und VOD —	Probleme mit der Haltbarkeit der feuerfesten Zustellung der VOD Pfannen —	Die Moglichkeiten fiir eine vveitere Optimierung dieses Verfahrens mit der unmittelbaren Applikation der thermodinamischen Geselzmassigkeiten vverden beschrieben, die durch die mathemati-sche Modelierung und Anvvendung eines Rechners ermoglicht vvird. Auszug des Autors
CONTENTS
UDK: 669.15-194.56:669.183.184 ASM/SLA: SS-e, D7a, D8m Metallurgy — Stainless Steel — Electric Are Furnace — VOD process J. Arh, J. Triplat Experiences of Jesenice lroimorks in Manufacturing Stainless Steel by the Duplex Process: Are Furnace — VOD Equipment Železarski zbornik 19 (1985) 2 P 17—22 The paper presents the manufacturing austenitic stainless steel by the duplex process: are furnace — VOD set-up. The VOD and al-loying equipment are described. The steel manufacturing in the are furnace from the charge composition to the tapping is presented. Carbon content in the melt before tapping is between 0.60 to 0.80 %. Chromium, nickel and manganese are in the limits of anali-tycal regulations. Reduction reactions occur to a great extent during the tapping, and the stirring of melt and slag in the ladle. Slag is skimmed from the ladle, melt is additionally alloyed if necessary and cooled to the desired temperature. Oxidation is achieved by gaseous oxygen through 1 1/4 »shinto« tube being blown on the melt. Oxidation process is controlled by analyzing exit gases. Oxida-tion is follovved by the decarburization with the oxygen dissolved in the melt, After the reduction, the desulphurization and the degass-ing the chemical composition and the temperature of the melt are corrected even with adding cooling serap if necessary. In steel alloy-ed with titanium, slag is skimmed before adding Ti. VOD ladles have basic lining, using chrome-magnesitic or do-lomitic materials. For blowing with argon sheathed Didier argon stones placed excentrically in bottom are applied but this procedure is not the best for the lining wear. Advantages are economic and in improved quality mainly as a consequence of desulphurization degree being in average around 85 % and thus the lowest achieved sulphur contents vvere about 0.0001 %S. Author's Abstract	UDK: 669.183.184:669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn Metallurgy — Steelmaking J. Triplat. J. Arh Achievements in Manufacturing Dynamo Steel in the VOD Equip-ment in Jesenice lroimorks Železarski zbornik 19 (1985) 2 P 25—29 The manufacturing technology for the dynamo steel by the du-plex process (EF and VOD) mastered in the Jesenice Ironvvorks is described. Advantages of the vacuum technology are based mainly on the lower carbon concentration in the manufactured steel, on cheaper raw materials, and on the reliability of the manufacturing process. The achieved results confirm the correctness in choosing the technology for the nevv Steel Plant 11 where the same equip-ment vvill be installed. Author's Abstract
UDK: 669.15-194.56:669.187.2 ASM/SLA: SS-e, 1-73 Metallurgy — Vacuum oxidation — stainless steel — Thermody-namics N. Smajič Optimisation of the Arc-Furnace — VOD Process for Manufacturing Stainless Steel Železarski zbornik 19 (1985) 2 P 31-38 The problems appearing in the duplex arc-furnace — VOD Process can be classified into three groups: —	problems connected with maintaining the temporaly har-monized operation of the are furnace and the VOD. —	problems of technologicaIly coordinated operation of the are furnace and the VOD, and —	problems connected with the life time of the VOD ladle. Possibilities for further optimisation of this process by a direct application of thermodynamics is described. which is enabled by mathematical modelling and application of computer. Authors Abstract	UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA: W19b, Dllk, U4j Metallurgy — Steelmaking Heat — Ladle — Heating — Cooling of steel melt B. Brudar Mathematical Model of Thermal State of Casting Ladle in Heating and Casting Železarski zbornik 19 (1985) 2 P 39-46 Computer simulation of heating the ladle and of cooling the steel in it gave the following interesting results which are important also in practical work. If the ladle are more carefully lined and si-multaneously more layers vvith better insulating properties applied. the stationary losses can be halved. If the intervals between single pourings into the ladle are shorter than 2 hours the ladle needs not to be additionally heated. At longer intervals the period of addition-al heating is equal to the half of period between the two consecutive melts. Additional heating of ladle with an oil burner is extremely unprofitable since the heat efficiency is very low (< 10%). A more suitable way of heating must be chosen. Practical experiments should confirm the supposition that heating of ladle should not be longer than 6 hours since further heating is extremely expensive. It is necessary to find optimum between the costs of additional heating of ladle and costs of thermal losses in the steel melt. Authors Abstract
C0flEP)fCAHME
UDK: 669.183.184:669.14.018.5 ASM/SLA: D7a, D8m, TSn MeTaaayprna — BbtnaaBKa CTajlH J. Triplat, J. Arh AocTHMceHHfi npu mroTOBJiemiH .HiHaMHOM CTajlH b VOD vci poii-CTBe b MeTajuiyprHHecKOM laBoae >KE )Keae3apHa EceHHue Železarski zbornik 19 (1985) 2 C 25-29 flaHO onHcaHHe rexHoaorHH H3rOTOBaeHHa jjnHaMHbix CTaaefi aynaeitc-npoueccoM (EP h VOD) T.e. cnoco6a, KOTopbiii yCBoeH n MeTaJUiyprHHeCKOM laBoae )Keae3apHa EceHHue. npeHMymeCTBo B3KyyMHOH TeXHOJJOJ HH COCTOHT B TOM, 4TO H3rOTOBJieHHa» CTaab HMeeT rjiaBHbiM o6pa3o.vi 6ojiee HH3Koe coaepwaHHe yrjiepo.na, aa-eT B03M0WH0CTb npHMeHeHHa AeLUeBOTO CbipbH H HaaČ>KHOCTb H3-rOTOBjieHHbix CTaaeii. rioJiyHeHHbie pe3yjibTaTbi noaTBepaHan npaBHjibHocTb npHMeHČHHOio TexHOjiorHHecKoro cnoco6a, koto-pbiii HaxoaHTbC» b CTajienjiaBHjibHOM uexe I. 3tot cnoco6 6yaeT npHMeHjiTCH TaK*e b CTajienjiaBHjibHOM uexe 11, rae 6yaeT Haxo-aHTbCH H0B0e, TaKoe *e caMoe ycTpoficTBo. ABTopeij).	UDK: 669.15-194.56:669.183.184 ASM/SLA: SS-e, D7a, D8m MeTaaayprHH — HepjKaBetomaa CTaab — 3/t-neib — cnoco6. J. Arh, J. Triplat OnbiTbi MeTajuiyprHnecKoro jaBoaa /Kc ioiapiia Ecemiue npn hi-roTOBjieHiiu nep>KaBeiouiHX cra.teH jyn.ieKc-iipotteccoM ,H3-ne«ib — VOD ustanovka. Železarski zbornik 19 (1985) 2 C 17-22 B CTaTbe paccMOTpeHO H3rOTOR.neiiMe aycTeHHTHbtx Hep>KaBeio-iuhx CTaaeft aynaeKC npoueccoM /13-netb — VOD yCTp0HCTB0. IlpHBeaeHo onncaHiie — ycTpofiCTBa n ycTpoHcTBa aas aernpoBa-hhh. flaHO onHcaHHe H3roTOBaeHHS CTaaH b ayroBoii saeKTpnie-CKOii neiH HanHHaa ot cocTaBa uiHXTbi ao BbinycKa H3 neHH. Co-aepjKaHiie yraepoaa b pacnaaBe ao BbtnycKa cocTaBaaeT ot 0,60 ao 0,80 %. SaeMeHTbi xpoM, HHKeab h MapraHeu HaxoanaHCb b aHaaH-THiecKHX rpaHHuax. PeaKUHH BoccraHOBaemia BbinoaHatoTca raaBHbiM o6pa30M bo Bpe\ta h BbinycKa CTaaH H b TeieHHH nepe-MeuiHBaHHfl CTaaH h rnaaica b KOBUie. UJaaK BbiiepnbiBaeTca H3 KOBiiia, a pacnaaB, no Heo6xoaH.wocTH, aerHpyeTCa h oxaa*aaeTC9 Ha Heo6xoaHMyio HaiaabHyio TeMnepaTypy. OKHcaeHHe BbinoaHfl-eica c ra3006pa3HbiM KHcaopoaoM, KOToporo BayBaioT b pacnaaB nocpeacTBOM 1 1/4 „Shinto" Tpy6bt. npouecc OKHcaeHHa npoBepa-eTca Ha ocHOBaHHH aHaaina yxoaamHX ra30B. riocae OKHcaeHHa Bbino.iHaeTCfl o6e3yraepoiKHBaHHe pacaaBa c KHcaopoaoM, koto-pbiii coaepiKHTca b pacnaaBe. Ilocae B0CCTaH0BaeHHa, o6eccepHBa-hhh h yaaaeHHst pa3a caeayeT KoppeKTypa xHMHiecKoro cocTaBa h TeMnepaTypbt pacnaaBa, ecaH *e He06x0;jHM0, ao6aBKa oxaa»-aaiotuero CKpana. ripn CTaaax, aernpoBaHHbix c saeMeHTOM thtb-hom Haao cHATb utaaK ao ao6aBKH 3Toro saeMeHTa. <t>yTepoBKa VOD — KOBinefi ocHOBHaa, xpoMOMarHe3HTHoro HaH aoaoMHTOBoro MaTepnaaa. J\j\n npoayBaHHe c aproHOM b ynoTpe6aeHHH ra3onpoHHitaeMbte KaMHH, H3TOTOBaeHHbie no ch-CTeMbi Didier, ohh pa3MetueHbi Ha aHe KOBuia, BHe ueHTpa, hto no-BbtUiaeT H3HOC (J)yTepOBKH. ripeHMyuaecTBa — 3KOHOMHwecKtte h KaiecTBeHHbie, raaBHbiM 06pa30M, hto KacaeTca yaa;iKU h h cepbi, KOTopoe b cpeaHeM co-CTaBaaao 85 %. CaMbiii hh3khh peiyjibiar coaepiKaHHa cepbi co-CTSBaaa 0,001 %. ABTopetJ).
UDK: 621.746.32:536 ASM/SLA: 19b. Dllh, U4j MeTajuiyprHfl — BbinjiaBKa CTajlH — TenjiOTa — kobuih — HarpeB — oxjiaw;ieHne pacnjiaBa CTajiH. B. Brudar MareMaTiiHecKa« Mo.ie.ib ren.ioBoro pe>ki<Ma pai.ninomioro kob-uia npu Harpese h pai.ihbkii. Železarski zbornik 19 (1985) 2 C 39-46 MoaejiHpoBaHHe HarpeBa KOBina h oxaawaeHHa b Heii CTajiH npH npHMeHeHHH cneTiHica aaaH caeayiowHe aocTonpHMenaTeab-Hbie pe3yjibTaTbi, K0T0pbie hmciot 3HaneHHe TaK3Ke b npoMbiuuieH-hoh ae«TejibH0CTH. Ecjih 6bi 6ojiee ao6pocoBecTHO BbinoaHaaacb KJiaaKa KOBina h npn stom ynoTpe6aaaocb 6ojibiue cjioeB c ayn-ujhmh H30JiaUH0HHblMH cbohctbhmh, TO mojkho 6bl 6bIJI0 yMeHb-iiiHTb CTauHOHapHbie noTepn Ha nojioBHHy. Ecjih npoMe*yTKH Me)Kfly OTflejIbHblMH pa3JlHBK3MH b kobui MeHbUie ;ibvx h3c0b, to kobui He Haao noaorpeBaTb. Ecjih *e BpeMa Me)Kay pa3JiHBKaMH npeB030iiaeT 2 naca, to BpeMa noaorpeBa KOBina 6yaeTb cocTa-BjiflTb nojioBHHy BpeMeHH aByx npe>KHHx nocaeaoaaTeabHo naymnx uihxtob. flo6aB0HHbifi HarpeB KOBiueB c Ma3yTHofi (}>op-CyHKOH OieHb He SKOHOMHHeH BCaeaCTBHH HH3K0T0 TenaOBOrO Bbl-xoaa (10%). Haao HaiiTH 6oaee cooTBeTCTByioiuHH cnoco6 HarpeBa. ripaKTHHecKHMH onbiTaMH Haao 6bi TaK)*e noaTBepaHTb Te3Hc, HTo6bi HarpeB KOBiiia He npoaoaiKaaca 6oaee 6 nacoB, TaK KaK no-caeayioiuHH HarpeB oieHb aopor. Haao HaiiTM komhpomhcc \iew-ay pacxoaaMH a ji a aoaaHHoro HarpeBa KOBina h pacxoaaMH, koto-pbie npeacraB.isiioT noTepH b pacnaaBe CTaaH. ABTopeij).	UDK: 669.15-194.56:669.107.2 ASM/SLA: SS-e. 1—73 MeTaaayprH9 — OKHcaeHHe noa BaKyyMOM — HepiKaBeiomafl CTaab — TepMoaHHaMHKa. N. Smajič On i iimii lamta npoiUBoac i Ba HepiKaseiouieH CTa.iH 3il neib — VOD ctiocofiovi. Železarski zbornik 19 (1985) 2 C 31-38 ripo6aeMbi, KOTopbte noaBJiaioTca npu npoioBoacTBe Hep>Ka-BeromeH CTaaH cnoco6oM aynaeKC nenb — VOD mowho pa3ae-aHTb Ha Tpn 0CH0BHbie rpynnbt: —	npo6aeMbi, K0T0pbie CBa3aHbi c noaaepjKHBaHiieM Koopan-HaiiHH BpeMeHH pa6oTbi 3/1 netb h VOD —	npo6aeMbi TexHoaorHHecKon K00paHHauHH paSoTbi 3/1 neib h VOD. a TaK)Ke —	npo6aeMbi b CBa3H yCTOiiHHBOCTH 4>yTepOBKH VOD-KOBLlia. PaccMorpeHbi bo3mo*hocth aaabHeBuieH onthmh3auhh 3Toro cnoco6a c HenocpeacTBeHHbiM npHMeHeHHeM TepMoaHHa.MHHecKHx 3aKOHOMepHOCTeB. 3TOMy cnoco6cTByeT MaTeMaTHHeCKoe rj)0pM0-BaHne h nphmehehhe cieTMHKa. ABTopetf).