YU ISSN 0372-8633 ŽELEZARSKI ZBORNIK 20 LET ŽELEZARSKEGA ZBORNIKA Stran VSEBINA Todorovič Gojko, J. Lamut, B. Do- bo v i š e k , Metalurški inštitut Ljubljana L. Š k e t a , M. Tolar — Železarna Jesenice IZDELAVA SINTRA Z DODATKOM LJUBIJ- 19 SKEGA SIDERITA IN NJEGOV RAZPAD PRI NIZKIH TEMPERATURAH Risteski Ice B. — Železarna Smederevo ODSTRANJEVANJE ŽVEPLA S KONVERTIRA- 23 NJEM GRODLJA PRI LD POSTOPKU Rodič Jože, M. Švajger, J. Šegel — Železarna Ravne W. Holzgruber — Inteco DANAŠNJA STOPNJA RAZVOJA ELEKTRI- 29 ČNEGA PRETALJEVANJA POD ŽLINDRO. NOVE PROIZVODNE MOŽNOSTI IN TEHNOLOŠKI RAZVOJ Tehnične novice Prešern Alojz — Metalurški inštitut Ljubljana TRILETNO SODELOVANJE MED METALUR- 39 ŠKIMI INŠTITUTI EGS IN SFRJ LETO 20 ŠT. 2 — 1986 ŽEZB BQ 20 (2) 17-44 (1986) IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE , R AVNE, Š T O RE IN METALURŠKI INŠTITUT 0 229280 ŽELEZARSKI ZBORNIK IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 20 LJUBLJANA JUNIJ 1986 Vsebina Stran G. Todorovič, J. Lamut, B. Dobovišek, L. Šketa, M. Tolar Izdelava sintra z dodatkom ljubijskega siderita in njegov razpad pri nizkih temperaturah 19 UDK: 669.162:622.341.15-185 ASM/SLA: B16a I. B. Risteski Odstranjevanje žvepla s konvertiranjem grodlja pri LD postopku 23 UDK: 669.18.244.66 ASM/SLA: DIOa, D3 J. Rodič, W. Holzgruber, M. Švajger, J. Šegel Današnja stopnja razvoja električnega pretaljevanja pod žlindro. Nove proizvodne možnosti in tehnološki razvoj 29 UDK: 669.187.3:669-154.9 ASM/SLA: D8n, D8p Tehnične novice 39 Inhalt Seite G. Todorovič, J. Lamut, B. Dobovišek, L. Šketa, M. Tolar Erzeugung von Sinter mit der Zugabe von Siderit Ljubija und dessen Zerfall bei tiefen Temperaturen 19 UDK: 669.162:622.341.15-185 ASM/SLA: B16a I. B. Risteski Entschwefelung bei der Erzeugung von Stahl im LD Verfahren 23 UDK: 669.184.244.66 ASM/SLA: DIOa, D3 J. Rodič, W. Holzgruber, M. Švajger, J. Šegel Heutiger Stand der Entwic-klung des Elektro — Schlacke — Umschmelzver-fahrens. Neue Produktions-moglichkeiten und die Tech-nologische Entvvicklung 29 UDK: 669.187.3:669-154.9 ASM/SLA: D8n, D8p Technische Nachrichten 39 Contents Page G. Todorovič, J. Lamut, B. Dobovišek, L. Šketa, M. Tolar Manufacturing sinter with additions of Ljubija limonite and its desintegration at low temperatures 19 UDK: 669.162:622.341.15-185 ASM/SLA: B16a I. B. Risteski Sulphur removal by conver-ting pig iron in LD process 23 UDK: 669.184.244.66 ASM/SLA: DIOa, D3 J. Rodič, W. Holzgruber, M. Švajger, J. Šegel Present state in development of the electroslag remelting process. New production possibilities and technologi-cal development 29 UDK: 669.187.3:669-154.9 ASM/SLA: D8n, D8p Technical News 39 Cojiep>KaHiie CTpaHHua 19 G. Todorovič, J. Lamut, B. Dobovišek, L. Šketa, M. Tolar M3r0T0BjieHiie ai jio>iepara c ;io6aB.ieuneM cu.iepina h3 pyj|HHKa JIk>6hh h ero pacna.i npii hh3kiix TeMne-pa i ypax. UDK: 669.162:622.341.15-185 ASM/SLA: B16a 1. B. Risteski yaajieHwe cephi c KOHBep-cneii nyryHa upu LD cno-co6e. 23 UDK: 669.184.244.66 ASM/SLA: DIOa, D3 J. Rodič, W. Holzgruber, M. Švajger, J. Šegel TenepeuiHHH creneHb pai-hhthh j.ieKTpniecKoii ne-penjiaBKii noi iiijukom. HoBbie iipoiuBo.iHTe.ibHbie B03MO3KHOCTII II TeXHOJIO- rHHecKoe pa iBiniie. 29 UDK: 669.187.3:669-154.9 ASM/SLA: D8n, D8p TexHiiHecKiie hoboctii 39 ŽELEZARSKI ZBORNIK IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 20 LJUBLJANA JUNIJ 1986 20 let izhajanja Železarskega zbornika BESEDA GLAVNEGA UREDNIKA Teče že dvajseto leto izhajanja Železarskega zbornika. Prav je, da se ob tem, že kar visokem jubileju, spomnimo, da je prav skupno izdajanje strokovnega glasila SLOVENSKIH ŽELEZARN pomenilo začetek plodnega sodelovanja strokovnjakov slovenskih železarn in Metalurškega inštituta v Ljubljani, kije nekaj let za tem preraslo v združitev slovenskih železarn v sestavljeno organizacijo Slovenske železarne. Mislim, da ni potrebno delati bilance o objavljenih delih, potrebno pa je poudariti, da je bil z izdajanjem skupnega strokovnega glasila dosežen namen, to je spremeniti odnos do ustvarjalnega strokovnega dela, dati znanju večji pomen, krepiti samozavest raziskovalcev, združevati in bogatiti znanje ter ga posredovati drugim. Zdi se mi prav, da se ob tem jubileju ozremo na prehojeno pot, da predvsem poudarimo tehnološki napredek, ki smo ga dosegli na Jesenicah, na Ravnah in v Štorah. Slovensko železarstvo se lahko preživi le s proizvodnjo kvalitetnih jekel. Razvoj v smeri zahtevnih vrst jekel je že zdavnaj spoznana nujnost, ki se v današnjem času vedno znova potrjuje. Tega smo se zavedeli metalurgi in nemetalurgi, zato se lahko pohvalimo, da imamo, vsaj kar se tiče proizvodnje surovega jekla, v vseh treh železarnah najsodobnejšo opremo za sekundarno obdelavo jekla, ki nam omogoča izdelati najbolj zahtevne vrste jekel. Vložena sredstva v vakuumsko metalurgijo, v pretaljevanje jekla pod žlindro in v sekundarno metalurgijo se nam bogato obrestujejo. Poleg tega se na teh napravah šolajo delavci za novo jeklarno na Jesenicah. Investicije v predelavo bodo naslednja nujnost. Stare naprave so že iztrošene in tudi zastarele. Manjka pa nam sposobnih in kreativnih inženirjev ter tehnikov. Moderna tehnologija pač zahteva več znanja, tega pa se, žal, premalo zavedamo. Železarski zbornik ima vedno manjši obseg. Lahko bi rekli, da strokovno premalo delamo in da imamo premalo strokovnih ambicij. Ali z drugimi besedami, strokovnega dela in znanja pri nas še vedno ne cenimo dovolj. Kljub vsem težavam in ob popolnemu amaterskemu načinu dela je Železarski zbornik skozi vseh dvajset let ohranil visok strokovni in oblikovni nivo. Zato gre zasluga predvsem uredniškemu odboru, ki se je skozi vsa leta le malo spreminjal. Pohvala gre predvsem prizadevnim avtorjem za temeljito strokovno obravnavanje snovi in organizacijam združenega dela, ki glasilo izdajajo, saj nikoli niso skoparile z denarjem. Naša želja je tudi v bodoče delati vsaj tako dobro, kot smo doslej. Krepiti znanje in naše medsebojno sodelovanje naj bo naše vodilo. Železarski zbornik je pravo mesto za to. * Izdelava sintra z dodatkom ljubijskega siderita in njegov razpad pri nizkih temperaturah UDK: 669.162:622.341.15-185 ASM/SLA: B 16a G. Todorovič, J. Lamut, B. Dobovišek, L. Šketa, M. Tolar Za pripravo ustrezne mešanice za sintranje oziroma izdelavo sintra z optimalnimi lastnostmi je zelo koristno spoznati dejavnike, ki vplivajo na njegovo obstojnost in re-duktivnost v plavžu. S tem člankom skušamo opozoriti na obširno in pomembno delo na področju izdelave sintra z dodatkom ljubijskega siderita ter njegov razpad pri nizkih temperaturah. Prispevek, ki ga objavljamo, je samo del študije o sintranju mešanice, sestavljene iz uvoženih bogatih rud in ljubijskega siderita. Delo obravnava mehanizem razpada sintra in vpliv povečane vsebnosti siderita na ter-mostabilnost sintrov. 1.0 UVOD Ljubijski siderit se že več let uporablja za proizvodnjo sintra oziroma grodlja v jeseniških plavžih. Dodajamo ga v mešanico za sintranje s perujskim magnetitom, ljubijskim limonitom in dodatki. Dosedanje raziskave so bile usmerjene k določevanju fizikalno-kemičnih lastnosti sideritov1 in metalurških ter mineraloških lastnosti sintrov. Sintri so bili izdelani z različno granulaci-jo in vsebnostjo siderita v mešanici za sintranje. Rezultati raziskav so pokazali, da granulometrijska sestava siderita močno vpliva na trdnost sintra. Če je granulacija siderita večja, kot je to normalno za mešanico za sintranje, potem so njegova zrna povezana samo na površini. Notranjost ostane razpokana in porozna. Zato prihaja pri drobljenju sintra do razpada. Raziskave smo nadaljevali v smislu dodatnega drobljenja siderita in koksa na granulacijo pod 3 mm. Pri isti sestavi mešanice za sintranje smo opazovali vpliv rezličnih dodatkov siderita na razpad sintra pri nizkih temperaturah v modificirani Linderjevi napravi. 2.0 RAZPAD SINTRA V PLAVŽU Rudni del plavžnega vsipa vsebuje od 60 do 100% sintra, ki je v glavnem regulator tehnološkega procesa proizvodnje grodlja. Sinter predstavlja heterogen sistem in je sestavljen iz železovih oksidov in jalovinskih komponent. Lastnosti sintrov se med seboj zelo razlikujejo, čeprav so izdelani iz istih rudnih mešanic z enako gra-nulometrijsko sestavo, količino goriva ter vlage. Vsebnost FeO v sintru pa je odvisna od njegove vsebnosti v mešanici za sintranje2. Sinter je v plavžu izpostavljen različnim mehaničnim in termičnim udarom, kar povzroča spremembe v njegovi strukturni in granulometrijski sestavi. Zaradi tega mora imeti sinter določeno trdnost in reduktivnost, da bi zagotovil optimalni potek tehnološkega procesa. Mehanizem razpada sintra je povezan s termičnimi napetostmi, ki vladajo v temperaturnem intervalu od 400 do 700°C, in se imenuje krhki razpad. Poznamo še plastični razpad, ki se pojavlja pri višjih temperaturah, in sicer od 900 do 1200° C. Na razpad sintra vpliva temperatura, heterogenost stinuturnih komponent in sestava plinske atmosfere1. Trdnost sintra je odvisna od količine in kemične sestave žlindrine faze, ki povezuje kristalna zrna železovih oksidov. Želimo izdelati sinter z žlin-drino vezjo, da bi dobili optimalno trdnost in reduktivnost. Razpoke se pojavljajo na najmanj obstojni strukturni fazi sintra. Pri ohlajanju sintra nastajajo nove razpoke na račun podaljševanja in množenja obstoječih. To je tudi eden od vzrokov delnega razpada sintra na sintr-nem traku pri ohlajanju. Pri sintrih, ki imajo bolj homogeno strukturo, nastaja manj razpok zaradi toplotnih sprememb. V feritno-hematitni coni nastajajo razpoke v temperaturnem intervalu med 400 in 500° C, ki jih povzroča napihovanje hematita. Te razpoke so pogojene s povečanjem parametrov kristalne rešetke pri prehodu hematita iz a v y modifikacijo pri procesu redukcije. Pri redukciji sintra se pojavljajo razpoke tudi v kristalnih zrnih magnetita, ki nastajajo zaradi zmanjševanja parametrov kristalne rešetke. Na osnovi literaturnih podatkov4 5 in lastnih raziskav lahko sklepamo, da v plavžni atmosferi nastaja krhki razpad sintra med 400 in 700°C in povzroča razpoke treh vrst: a) termične razpoke se pojavljajo zaradi strukturne heterogenosti sintra oziroma različnih koeficientov širjenja posameznih kristalnih faz, b) razpad sintra je pogojen z napihovanjem, kar je v zvezi s povečanjem volumna hematita pri redukciji, c) radialne razpoke se nahajajo na metalizirni površini sintra zaradi krčenja pri redukciji. Zaradi krhkega razpada sintra v plavžu nastaja drobna frakcija, ki ovira pretok plinov skozi steber plavžnega vsipa. To se posebej pozna pri plavžih, v katere vpihujemo predgreti zrak z manjšim pritiskom. Za obratovanje plavžev je zelo važen tudi plastični razpad sintra, ki nastaja v temperaturnem intervalu med 800 in 1200° C. Ta je pogojen z nastankom žlindrine faze in komponent sintra, ki se razlikujejo po strukturni in fazni sestavi in imajo različne temperaturne intervale taljenja. Razpad sintra pod obremenitvijo se začne v momentu, ko se v njem pojavijo večje količine taline. Minimalna temperatura razpada je 900° C pri sintrih, ki vsebujejo silikatno fazo. Če prevladuje magnetit (vviistit) nad silikatno fazo, tedaj temperatura plastičnega razpada sintra doseže maksimalno 1200° C. Pri segrevanju sintra v področju plastičnega razpada se pojavlja na površini sintra cona metalizacije. V njej se zaradi zmanjšanja paremetrov kristalne rešetke zrna reducira-nega magnetita spreminjajo v železovo gobo, vendar ohranijo svojo zunanjo površino. Kovinsko železo se ne raztaplja v žlindrini fazi, tako da redukcija poteka v ločenih conah in se razmehča samo notranjost sintra. Zu- nanja metalizirana cona preprečuje plastični razpad sintra. Pri tem se silikatna raztopina delno reducira, ker se absorbira po zrnih magnetita in prehaja v železovo gobo. Plastični razpad sintra je pogojen z razmehča-njem sintra oziroma silikatne faze in lahko topljivih ev-tektikov. Vendar prihaja pozneje do taljenja različnih mineralnih faz, kar je v zvezi z mehčanjem in deformacijo železove gobe, ki nastaja pri redukciji železovih oksidov. Zaradi strukturne heterogenosti se dogaja v širšem temperaturnem intervalu med 900° C in 1200° C. Precej širok interval plastičnega razpada povzroča poslabšanje pretoka plinov skozi plavžni vsip in povzroča njegovo visenje. Da bi se izognili temu pojavu, bo treba zvišati temperaturno začetnega plastičnega razpada in s tem zmanjšati njegov interval. To je mogoče z zmanjšanjem strukturne heterogenosti sintra in povečanjem vsebnosti železa v mešanici za sintranje. Trdnost sintra lahko povečamo, če je čim bolj enakomerna kemična in granulometrijska sestava mešanice za sintranje in goriva ter z zmanjšanjem vsebnosti hematita na račun preprečevanje oksidacije magnetita pri ohlajanju gotovega sintra. S povečanjem vsebnosti goriva v mešanici za sintranje se povečuje tudi odstotek vviistita, magnetita in drugih železovih spojin in sicer zaradi zmanjšanja vsebnosti hematita, ki vpliva na razpad sintra. 3.0 izdelava sintra z dodatkom ljubijskega siderita v mešanico za sintranje Mešanica za sintranje je sestavljena iz perujskega magnetita, ljubijskega limonita in siderita, apnenca, po-vratka in koksa (tabela 1). Vsebnost železa v magnetitu Tabela 1: Sestava mešanic za sintranje z različnimi vsebnostmi siderita Komponente _Številke preizkušancev mešanice 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Magnetit Peru 31,1 24,3 30,4 30,0 30,1 30,0 30,0 30,0 30,0 28,0 22,7 16,0 Limonit BPR 23,3 16,5 23,0 22,7 19,1 16,0 12,7 9,3 6,0 28,0 6,7 6,7 Siderit Ljubija 3,9 17,5 3,4 3,3 6,7 10,0 13,3 16,7 20,0 — 26,7 33,3 Apnenec 9,7 9,7 10,8 10,7 10,7 10,7 10,7 10,7 10,7 10,7 10,7 10,7 Povratek 26,2 26,2 25,7 25,3 25,4 25,3 25,3 25,3 25,3 25,3 25,3 25,3 Koks 5,8 5,8 6,8 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 Tabela 2: Kemične analize sintrov Št. preizkuša Kemična analiza sintrov v ut. % CaO nca Si02 ai2o3 Fe FeO Fe203 CaO MgO Mn p205 S Si02 1* 7,29 2,09 55,08 10,58 67,01 10,20 0,69 0,67 _ _ 1,40 2 9,33 2,10 55,18 19,05 57,63 8,80 1,11 0,85 0,065 0,047 0,94 3 9,88 2,23 53,91 21,33 53,27 8,93 1,59 1,02 0,069 0,058 0,90 4 8,45 2,12 52,65 22,05 50,65 10,52 1,15 0,75 0,073 0,090 1,24 5 8,50 2,55 53,48 25,63 47,85 10,36 1,05 0,71 0,079 0,127 1,22 6 8,57 2,18 53,15 30,63 41,73 10,27 1,17 0,73 0,071 0,169 1,20 7 7,80 2,05 53,10 19,90 53,70 10,55 1,11 0,84 0,069 0,066 1,35 8 8,04 2,15 52,99 25,63 47,15 10,92 1,44 0,76 0,074 0,120 1,36 9 7,71 1,83 53,10 25,77 47,15 10,21 1,55 0,88 0,067 0,074 1,32 10 7,15 1,76 53,39 24,63 49,05 10,47 1,59 0,79 0,067 0,173 1,46 11 8,44 2,25 52,85 28,35 43,90 10,41 1,22 0,76 0,069 0,138 1,23 12 7,78 1,98 52,52 23,20 49,19 10,65 1,68 0,97 0,061 0,110 1,37 13 8,39 2,01 51,19 14,30 57,23 11,37 2,23 1,26 0,064 0,117 1,36 * Sinter Jesenice je znašala 64,08 %, limonitu 44,51 % in sideritu 36,63 %. Granulometrijska sestava mešanice za sintranje je enaka, kot smo jo že uporabljali pri raziskavah', s to razliko, da sta koks in siderit zdrobljena pod 3 mm. V mešanici za sintranje smo zviševali vsebnost sinderita od 3,3 do 33,8 % na račun zmanjševanja vsebnosti limonita, da bi ostal rudni del mešanice nespremenjen. Sinter, ki je izdelan na laboratorijski napravi, je vseboval od 14,30 do 30,63 % FeO (tabela 2), na kar vpliva tudi vsebnost FeO v mešanici za sintranje. Rezultati poskusov (si. 1) kažejo6, daje pri 33,3 % siderita v mešanici za sintranje nastalo po podanem pre- 0i-1-1-1-1-1-1--:- 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 Količina mase siderita v mešanici za sintranje v ut 7» Slika 1 Odvisnost med vsebnostjo siderita v mešanici za sintranje in gra-nulacijo sintra Fig. 1 Relationship betvveen the siderite content in the sintering mix-ture the sinter size izkušencu ali preizkusu 80,2 % granulacije nad 8 mm in pri 3,3 % nekaj manj, in sicer 77,8 %. Pri sintranju mešanice, ki je vsebovala 50 % magnetita in 50 % limonita, tj. brez siderita, je odstotek granulacije nad 8 mm znašal 73,6 %. To pomeni, da je najmanjšo trdnost imel sinter brez siderita in največjo z največjim odstotkom siderita v mešanici za sintranje. Vendar moramo poudariti, da se rezultati med seboj zelo malo razlikujejo. 4.0 TERMOSTABILNOST SINTRE Sintre, ki so izdelani na laboratorijski napravi z različnimi dodatki siderita, in jeseniški sinter, ki je vseboval 13,3 % siderita, smo testirali v modificirani Linderje-vi napravi po ISO standardu. Termostabilnost sintrov smo določevali z dinamično rotacijsko metodo. Naprava se je vrtela s hitrostjo 1,05 rad/s. Količina sintra je znašala 500 g granulacije od 10 do 15 mm. Segrevali smo ga po programu 3 ure do temperature 700°C in nato eno uro reducirali v plinski zmesi. Redukcijski plin je vseboval 20 % CO, 20 % CO: in 60 % Ar. Pretok plina je znašal 900 l/h. Segrevanje in ohlajanje vzorcev smo opravljali v nevtralni atmosferi. Termostabilnost izražamo z odstotkom granulacije sintra pod 5 mm. Krhki razpad sintra nastaja v temperaturnem območju med 400 in 700°C zaradi volumskih sprememb hematita in magnetita. Proces redukcije poteka tako, da nastajajo na površini reduciranega sintra nižji železovi oksidi in kovinsko železo. V razpokah in porah se nadaljuje proces redukcije do kovinskega železa, ki gre v globino reduciranega sintra. Redukcija magnetita (v sintru ga je največ) do kovinskega železa ima za posledico, da se mu zmanjšuje volumen in tvorijo grobe radialne razpoke v zunanji coni reduciranega sintra zaradi termičnih napetosti notranjih delcev. V zunanji coni, tj. feritno he- Slika 2 Termostabilnost sintra, ki je izdelan z različnimi dodatki ljubijskega siderita Fig. 2 Thermostability of sinter made with various additions of Ljubija siderite matitni, nastajajo v zrnih hematita tanke krivuljaste razpoke, ki jih povzroča napihovanje hematita pri redukciji. Rezultati termostabilnosti sintrov, ki smo jih predstavili na sliki 2, z granulacijami pod 0,5 mm, 0,5—2,83 mm in 2,83—5 mm, kažejo, da termostabilnost ni odvisna od vsebnosti siderita v mešanici za sintranje, ampak od njegove granulometrijske sestave. To potrjujejo tudi podatki iz prakse, ki so jih dobili na plavžih čeljabinskega metalurškega kombinata7. 5.0 SKLEPI Razpad sintra je povezan s termičnimi napetostmi, ki vladajo v temperaturnem intervalu med 400 in 700° C in se imenuje krhki razpad. V glavnem nastaja zaradi volumskih sprememb hematita in magnetita pri redukciji. Pri hematitu prihaja do povečanja parametrov kristalne rešetke pri prehodu iz a v y modifikacijo in v kristalih magnetita nastajajo tudi razpoke zaradi zmanjšanja parametrov kristalne rešetke. Trdnost sintra je odvisna od količine in kemične sestave žlindrine faze, ki povezuje kristalna zrna železovih oksidov. Če sinter vsebuje večji odstotek FeO, je večja njegova trdnost in slabša reduktivnost. Možno je povečati trdnost sintra s povečanjem vsebnosti železa v mešanici za sintranje in z enakomerno kemično in granulometrično sestavo komponent mešanice in goriva. Sintri, ki so izdelani na laboratorijski napravi za sintranje, z različnim odstotkom ljubijskega siderita granulacije pod 3 mm, so testirani po ISO standardu v modificirani Linderjevi napravi pri temperaturi 700°C. Termostabilnost sintrov smo izražali z odstotkom granulacije pod 5 mm. Rezultati poskusov kažejo, da termostabilnost sintrov ni odvisna od vsebnosti ljubijskega siderita v mešanici za sintranje, ampak samo od njegove granulometrijske sestave, kar so potrdili tudi rezultati iz prakse. Literatura 1. G. Todorovič, J. Lamut, B. Dobovišek, L. Šketa, M. Tolar: Uporaba ljubijskega siderita za izdelavo sintra, Poročila Metalurškega inštituta Ljubljana, 1982 2. H. Szpila, S. Skupien, W. Matusiak: Hutnik, 1976, No. 3, str. 87—90 3. G. Todorovič, J. Lamut: Razpad sintra pri nizkih temperaturah, Poročila Metalurškega inštituta Ljubljana, 1980 4. J. M. Potebnja, V. L. Tolstunov, R. G. Rihter, A. G. Karma-zin, L. V. Gubenko: Stal, 1979, No. 4, str. 248-250 5. P. A. Kravčenko, V. N. Vasilev: Metali, 1977, No. 6, str. 20—25 6. G. Todorovič, M. Tolar, J. Lamut, B. Dobovišek, L. Šketa, A. Valant: Izdelava sintra z dodatkom ljubijskega siderita in njegov razpad pri nizkih temperaturah, Poročila Metalurškega inštituta Ljubljana, 1985 7. N. V. Fedorenko, A. G. Žunev, B. N. Zverev' V. V. Červot-kin, V. A. Morozov, L. V. Surkova, A. N. Cernjatin: Stal, 197«, No. 7, str 580-582 ZUSAMMENFASSUNG Die bisher gefuhrten Untersuchungen iiber die Anwen-dung von Ljubija Siderit fiir die Erzeugung von Sinter haben gezeigt, dass die granulometrische Zusammensetzung von Siderit und der Anteil in der Mischung fiir das Sintern die Fe-stigkeit und Thermostabilitat stark beeinfliissen. Die Untersuchungen sind vveitergefuhrt worden mit dem Ziel, Sinter mit besseren physikalischen und metallurgischen Eigenschaften zu erzeugen. Zu diesem Zweck sind Siderit und Koks unter 3 mm Korngrosse zerkleinert vvorden bei sonst unveranderter Zusammensetzung der Mischung. An einer Laboranlage ist bassi-scher Sinter aus Peruanischem Magnetit, Ljubija Limonit und Siderit und der Zusatze erzeugt vvorden. In der Sintermi-schung ist der Gehalt von Siderit von 3,3 bis 33,3 % erhoht vvorden. Die Festigkeit von Sinter entsprach den Auforderun-gen. Sie wird grosser je gleichmassiger die chemische und die Korngrossenzusammensetzung sind, wie auch die Verminde-rung des Hematitgehaltes, da bei der Abkiihlung des fertigen Sinters die Oxydation von Magnetit verhindert wird. Die ange-vvendete Korngrosse von feinem Siderit macht bei der richti-gen Ausvvahl der Korngrossenzusammensetzung anderer Komponenten ein gerechtes technologisches Sinterverfahren bei genugender Durchlassigkeit der Sintermischung moglich. Die hochste Festigkeit besass Sinter erzeugt mit dem gros-stem Sideritanteil in der Sintermischung jedoch unterscheiden sich die Ergebnisse nicht wesentlich. Die Thermostabilitat von Sinter ist in einer modifizierten Linderschen Anlage nach ISO Normen bei der Temperatur von 700" C bestimmt vvorden, da der sprode Zerfall von Sinter zvvischen 400 und 700° C auftritt. Der Zerfallmechanismus von Siderit ist mit den thermi-schen Spannungen beim Durchgang von Hematit aus der a in die y ModiFikation und mit der Reduktion von Magnetit ver-bunden, da die Kristalgitterstruktur verandert wird. Die Ergebnisse zeigen, dass in der Thermostabilitat von Sinter keine grosseren Unterschiede bestehen. Daraus geht hervor, dass der Sideritgehalt in der Sintermischung die metallurgischen Eigenschaften von Sinter nicht vvesentlich beein-flusst, sondern nur dessen Korngrossenzusammensetzung. Dasselbe wird auch in der Praxis bestatigt, wo in Hochofen-moller Sinter mit Zusatz von Siderit angevvendet wird. SUMMARY Investigations on application of Ljubija siderite for making sinter shovved so far that the grain-size composition of siderite and its content in the sintering mixture have a great influence on the strength and the thermostability of sinter. The investigations ware continued in order to produce sinter vvith better physical and metallurgical properties. Thus the siderite and coke were crushed to the size belovv 3 mm while the composition of sintering mixture remained unchanged. Basic sinter of Peru magnetite, Ljubija limonite and siderite, and of additions was prepared in a laboratory sintering equipment. The siderite portion in the sintering mixture was increasing from 3.3 to 33.3 %. A suitably strong sinter was obtained and its strength can be even increased if the sintering mixture has as uniform chemical and grain-size composition as possible. It can be increased also by reducing the content of hematite by preventing the oxidation of magnetite during the cooling of the prepared sinter. The applied size of fine siderite enables in the combina-tion of correct choice of sizes of other constituents the correct technological process of sintering at a suitable permeability of the sintering mixture. The highest strength the sinter made of the sintering mix-ture vvith the highest siderite content though the results did not vary considerabIy. The thermostability of sinters was determined in a modifi-ed Linder equipment by the ISO standard at 700° C where the brittle disintegration of sinter accurs betvveen 400 and 700°C. Mechanism of the disintegration of sinter is connected with the thermal strains, i. e. during transition of a magnetite into y modification, and in reduction of magnetite when lattice parameters are reduced. The obtained results did not shovv any greater variations of the thermostability values. Thus a conclusion can be made that the portion of siderte in the mixture has no essential influence on the metallurgical properties of sinters, but only their grain-size composition. This is confirmed also by the data from prac-tice vvhere the blast-furnace burden contains sinter made vvith additions of siderite. 3AKJIKDHEHHE flo cnx nop BbinoJtHeHHbie HCCneaoBaHHa npmvieHeHHH ch-aepHTa py;tHHKa J1k>6hs ana H3r0T0BJieHHH arjioMepaTa no-Ka3ajiH, mto rpaHyjiOMeTpHHecKHH cocTaB CH/iepiiTa h ero co-aepjKaHHe b arjiOMepauHOHHOii cMecn CHJibHO bjihstot Ha npoHHoeTb h TepMOCTOHKOCTb arjioMepaTa. MccjieaoBaHMfl nponoji»ajiH c uejibio, hto6m H3r0T0BHTb arjioMepaT jiyi-1UHX (J)H3HHeCKHX H MeTajUlyprHHeCKHX CBOHCTB. ri03T0My CH-aepHT h kokc jipo6hjih Ha rpaHyjiHUHio nofl 3 mm npH ocrajib-hom HeH3MeHeHHbiM coCTaBe arjioMepauHOHHOH cMecn. Ochobhoh arjioMepaT n3r0T0BJieH b jia6opaT0pH0M ycTpoHCTBe ajia arjiOMepauHH. B3HTbi 6hjih: MarHeTHT H3 K))KHoaMepHKaHCKoro nepy, jihmohht h cHjiepHT H3 pyaHHKa JIk>6hh h Heo6xoflHMbie ao6aBKH. B arjiOMepauHOHHOH cMecn nocTeneHHO yBejiMHMBajin coaep>Katine CH/iepHTa c 3,3 % Ha 33,3 %. ri0JiyMHJiH cooTBecTBytotnyK) nponnoci b arjioMepaTa, KOTopyio mojkho yBeJiHHHTb, ecjiH arjtoMepauHOHHaH cMecb 6oJiee paBHOMepHOTO xnMMMecKoro h rpaHyjroMeTpnMecKoro cocTaBa, a TdKMe npu y\iCHbuiGHHii conepacaHH« reMaTHTa Ha cneT npeaOTBpatiteHHH okhcjichhsi MarHeTHTa npH oxjia)Kfle-hHh H3r0T0BjieHH0r0 arjioMepaTa. npHMeHeHHaa rpaHyjia-uhji MejiKoro CHflepHTa n03B0JisieT, b kom6hh3uhh c npaBHJib-HblM BblČOpOM OCTajlbHblX KOMnOHeHT, npaBHJIbHblH TeXHO- jiorHnecKHH cnoco6 BbinonHeHHs arjiOMepauHH npn aocTa-tohhoh nponycKHOii cn0C06H0CTH arjTOMepauHOHHOii cMecn. MaKCHMajibHyio b«3koctb h Me ji arjioMepaT, kotopbifi h3-roTOBjieH c caMbiM 6oJibuinM coaep>KaHHeM cnjepHTa b arjio-MepauHOHHOH cMecn, xoth pe3yjibTaTbi cymecxBeHHo Me»ay co6oh he oacTynaioT. TepMOCTOHKOCTb arjioMepaTOB onpeaeJtHJiH b mohhtjjhka-UHOHHOM yCTpofiCTBe nO J7nHaepy, B3RB BO BHHMaHHe MCO CTaHjjapTbi, npn TeMnepaType 700° C, TaK KaK pacnaa xpynKO-ro CHuepHTa nponcxoaMT vte®ay 400 h 700" C. MexaHH3M pacnaaa arjioMepaTa CB«3aH c TepMHnecKHMH HanpaaceHHHMH, a hmchho npn npeo6pa30BaHHH reMaTHTa H3 anb(j)a b raMa mohh(j)HKauHK), h npn BoccraHOBjieHHH MarHeTHTa, npn kotopom HacTynaeT yMeHbuieHne napaMeTpoB KpHCTajUlHHeCKOH peuieTKH. Pe3yjibTaTbi onbiTOB noKa3biBaioT, hto npn TepMOCTOHKO-cth arJiOMepaTOB HeT 6ojibuiHX pa3HHU, a 3to 3HaHHT, hto co-flep«aHHe CHjjepHTa b arjiOMepauHOHHOii cMecn He BJiHJieT Ha MeTajijryprnwecKne CBOHCTBa arJiOMepaTOB, a T0.ubK0 hx rpa-HyjTOMeTpHHecKHH cocTaB. 3to noflTBepjKaaioT TaK)Ke jtaH-Hbie, nojryHeHHbie npn npaKTHHecKOM H3r0T0BJieHHK> arjroMe-paTOB b uiHXTe jtoMeHHOH neMH rae HaxojtHTbca arjioMepaT H3rOTOBJieH c ao6aBKOH CHjepHia. Odstranjivanje sumpora konvertiranjem gvožda u toku LD-procesa UDK: 669.184.66 ASM/SLA: D 10 a, D 3 Ice B. Risteski* U radu je raz rad en proces desumporacije metala u kon-vertoru na bazi pasivnog eksperimenta pomoču teorije matematičke statistike. 1. UVOD Efektivnost desumporacije metala u 90 t-skim kiseo-ničnim konvertorima karakteriše se učestalošču kriva na si. 1., koje su dobijene pri statističkoj obradi podata-ka na 900 šarži. sumpcra , % Slika 1. Učestalost krive sadržaja sumpora u gvoždu (a), u metalnoj kup-ki po završetku duvanja (b) i u gotovom čeliku (c) Fig. 1 Frequency of the sulphur-content curve for pig iron (a), for me-tallic bath after completed blovring (b), and for manufactured steel (c) Stepen desumporacije metala D za sve šarže pri proizvodnji niskougljeničnog tečnog čelika iznosio je 39,8 %. Od ove količine za period produvavanja odstranjeno je 29,2 % sumpora, a za vreme staloženosti, korekcije, dezoksidacije i ispusta 10,6%. Metalni uložak razmotrenih šarži sastojao se od 15 % celičnih otpadaka i 85 % tečnog gvožda čiji sastav je dat u tabeli 1. Tabela 1: Hemijski sastav gvožda Element % C 3,49-3,81 Si 0,60-1,00 Mn 0,06-1,10 S 0,03-0,05 P 0,10-0,12 Kiseonik je duvan sa intenzitetom od 220—250 m3/min i pritiskom od 1,4—1,7 MN/m2. Vreme produvavanja je 25—30 min, a bazicitet troske 2,5-4. Stepen desumporacije čelika D za period produvavanja zavisi od: sadržaja sumpora u gvoždu, desumpo-racione sposobnosti troske i njenog stepena iskorišče-nja. 2. OBRADA EKSPERIMENTALNIH PODATAKA Sumpor u konvertoru uglavnom se unosi sa gvož-dem. Sadržaj sumpora u kreču, dobijen u gasne šahtne peči, ne prelazi 0.03 %. Zavisnost stepena desumporacije metala za vreme produvavanja od količine sumpora u gvoždu [S]G (si. 2, A) može si izraziti korelacionom jednačinom: D=-10,15 + 906,1 [S]G. (I) Sa smanjenjem sadržaja sumpora u gvoždu relativna količina odstranjenog sumpora se isto tako smanju-je, kao rezultat približavanja ravnoteži raspodele sumpora izmedu tečnih faza. Pri srazmerno niskim sadržaji-ma sumpora u gvoždu moguč je i obratni proces, prelaz sumpora iz troske u metal. Zavisnost količine sumpora u čeliku na kraju produvavanja [S]f od sadržaja sumpora u gvoždu [S]G u uslo-vima primenjene tehnologije može se predstaviti slede-čom jednačinom: [S]c = 0,0094 + 0,395 • [S]G . (2) Odavde sledi, pri proizvodnji lima za veoma dubo-ko i posebno složeno izvlačenje, u kome se dopušta ne više od 0,02 % S, sadržaj sumpora u gvoždu ne treba da prelazi 0,027 %. Desumporaciona sposobnost troske može se karak-terizirati isto tako sa faktičkim koeficijentom raspodele sumpora izmedu troske i metala tis = — i na si. 2, B vidi [S] se, da izmedu tog parametra i stepena desumporacije D postoji uska korelaciona veza, data regresionom jednačinom: D =18,666+ 2,464 %. (3) Konstanta ravnoteže reakcije desumporacije Ks iz-ražave se jednačinom Ks = — [O] (4) * Ice B. Risteski, dipl. inž., stručni suradnik u Železari Smede-revo a0-2-[S] koja uzima u obzir ne samo reakciju desumporacije [S] + (0-2) = (S~2) + [0], (5) več i proces raspodele kiseonika i sumpora izmedu faza [1]. Računajuči, da su aktiviteti anjona sumpora i kiseonika jednaki proizvodu njihovih jonova adekvatnih ko-eficijenata aktiviteta, za ravnotežni koeficijent raspodele sumpora T|j može se napisati jednačina 38 42 [sL, % Korelaciona jednačina ima oblik: r)s = 0,528+ 9,292 n0-2. (7) Veličina n0-2 zavisi uglavnom od sadržaja oksida železa i kalcijuma u trosci, što se može izraziti jednači-nom no-2 = 0,2l l +2,007nFeo/ + 0,0l7nCaO (8) gde je nFeO' = nFeO + 2nFe2o, ■ Odstranjivanje troske dovodi do povečanja sadržaja oksida železa. Pri tome se istovremeno smanjuje sadržaj kiselih oksida u trosci, a povečava n0-2. Količina kiseonika u metalu, negativno utiče na de-sumporaciju metalne kupke i zavisi od sadržaja (aktivi-teta) oksida železa u trosci, i može se izraziti sledečom jednačinom [O] = 0,0034• [C]"1 + 0,0948 •L0-aFe0< + 0,0015 , (9) gde je [C] — sadržaj ugljenika u metalu, % L0 — koeficijent raspodele kiseonika, izračunat po jed- načini Chipman-a: log L0 = log —ISI—= -^0 + 2,733 , (10) aFeO',maxl gde je K's = 32Ks, y0_2, ys_2 — koeficijenti aktiviteta anjona kiseonika i sumpora, n0-2 — količina gram-jona kiseonika u 100 g troske, od-nosno gram-molekuli adekvatnih oksida, n0-2 = nCao + nMgo + nMno + nFeo + 3nFe2o, — — 2nsi02 — nA|,o3 — 3nP20,, [O] — koncentracija kiseonika u metalu, %. 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 V 2< 9-mo1 2 4 6 8 10 12 H 16 Is Slika 2. Zavisnost stepena desumporacije metala D za period produvava-nja od sadržaja sumpora u gvoždu (A) i od faktičkog koeficijenta raspodele sumpora izmedu troske i metala (B) Fig. 2 Varition of the desulphurisation degree for metal D during the blovving period with the sulphur content in pig iron (A) and with the actual partition coefficient of sulphur betvveen slag and metal (B) U saglasnosti sa jonskom teorijom veličina n0-2 javlja se kao mera baznosti troske. Analiza eksperimentalnih podataka potvrduje pozitivan uticaj baziciteta troske izražen preko n0-2 na koeficijent raspodele sumpora (si. 3, A). U 0,1 0,2 Q3 0,4 0,5 nFe0'=nFe0+2nFe203 Slika 3. Zavisnost faktičkog koeficijenta raspodele sumpora rjs od baziciteta no(A) i oksidisanosti troske npeo' (B) Fig. 3 Variation of the actual partition coefficient of sulphur, t|S, with the basicity n0-2 (A) and the oxidation degree of slag nFeO' (B)- gde Je aFe0, _ aktivitet FeO, izračunat po kvaziternarnom di-jagramu FeO' - CaO' - SiO'2 [2]. Sumarni efekat uticaja FeO na koeficijent raspodele sumpora može se pokazati pomoču ocene znaka parci-jalnog izvoda 8 nFe0' Nakon zamena u formuli (6) značenja n0-; i [O] dati izrazima (8) i (9), diferenciranjem se dobija (ako une-semo oznaku L0YFeo'/n£ = k): il' = K: Yo~- s ys-: (0,0015 + 0,0947knFeO' + 0,0035 • [C] - Y • [2,006(0,0015 + 0,0947 knFeQ' + 0,0035 • [C]1)--0,0947k(0,212 + 2,006nfeo' + 0,018nCao)] ;i 1) gde je Yfco' — koeficijent aktiviteta FeO u trosci, nj; — količina gram-molekula oksida u 100 g troske. Znak izvoda t|' čemo odrediti znakom izraza, dobijenog nakon transformacije jednačine (11): 0,003 + 0,007[C]"1 - (0,0201 - 0,0017nCa0)k , (12) no analiza pokazuje, da pri unošenju bilo kojih vrednosti ulaznih parametara, karakterističnih za uslove iz-rade konvertorske šarže, on ostaje pozitivan. To po-tvrduje pozitivan uticaj oksida železa na desumporaciju u konvertoru, što se vidi isto tako i iz dobijenih statistič-kih podataka (si. 3, B). Jednačina korelacije ima oblik: % = 2,328 +20,114nF (13) Pozitivni uticaj oksida železa na desumporaciju če-lika u konvertoru objašnjava se porastom faktičkog ba- 2,5-3,0 3,01-3,5 3,51-4,0 ^ 4,01 Bazicitet troske B Slika 4. Zavisnost baziciteta troske B = Ca0/Si02 koja sadrži okside železa od stepena desumporacije metala D Fig. 4 • Variation of the slag basicitv B = Ca0/Si02, containing iron oxides, vvith the desulphurisation degree of metal D ziciteta troske sa povečanjem sadržaja FeO u trosci (si. 4.), pri jednakoj količini uvedenog kreča. Dobijen kreč u šahtnim pečima ne uspeva za vreme produvavanja da se potpuno rastvori zbog njegove relativno niže reakcione sposobnosti i veče brzine kon-vertorskog procesa. U konačnim troskama nerastvorenog kreča je svega 5 — 10%, a nadalje, povečanje homogenosti troske, povečanjem sadržaja oksida železa, dovodi do boljeg ras-tvaranja kreča i povečanja baziciteta. Na si. 5. prikazana je promena hemijskog sastava troske u procesu du-vanja šarže. Kratkovremeno doduvavanje sa ciljem da se razredi troska, oksidira suvišni mangan ili vrši do-punska desumporacija, prati povečanje sadržaja oksida železa i baziciteta troske B (ukoliko se ugao linije ne poklapa sa uglom prave B = const.). % % cr> & Slika 5. Promena hemijskog sastava troske u kvaziternarnom dijagramu za vreme procesa doduvavanja šarže (FeO'= FeO+ 0,9 Fe2Oj; CaO' = CaO + MgO + MnO; SiO'2 = Si02 + P2Os + A1203; koncentracija u molovima; B = ncao'/nSiO' — bazicitet troske) Fig. 5 Varation of the chemical composition of slag in the quasiternary phase diagram during the blowing period (FeO' = FeO + + 0,9 Fe203 ;CaO" = CaO + MgO + MnO; SiO'2 = Si02 + P2Os + + AI203; concentrations in moles; B = nc«o'2/nsiO'2' = Si02 — slag basicity) Pri prelazu od tečne faze ka nerastvorenom kreču sadržaj odsida železa se smanjuje [5]. Što su manje pore u komadima kreča i što je manja energija uzajamnog dejstva izmedu čestica kreča i oksida železa t. j., što je niža reakciona sposobnost kreča, to je veči gradijent koncentracije oksida železa. U praksi to znači da pogor-šanje reakcione sposobnosti kreča otežava formiranje troske. Za rastvaranje tvrdog niskoaktivnog kreča po-treban je [6] veči sadržaj železa u trosci, nego u slučaju mekog visokoaktivnog kreča (adekvatno 18—26 i 16—20%). Stepen desumporacije je u prvom slučaju mnogo niži. Na eksperimentalnim šaržama u 90 t-skim konverto-rima sa primenom visokoaktivnog mekog poroznog kreča, troska je sa bazicitetom od 3,5—4,0 sadržala 9—10% FeO (si. 4.). Pri koriščenju običnog krupnog kreča, pečenog u šahtnim pečima, u trosci sa baznošču 2,6 sadržalo se 14—15% FeO, pri čemu je stepen ras-tvaranja kreča bio niži. Poboljšanjem kvaliteta kreča pozitivno se smanjuje i uticaj oksida železa na desumporaciju čelika, jer potpuno rastvaranje kreča biva dostignuto znatno brže i pri manjem sadržaju FeO. Ukupni uticaj baznosti troske (n0-2) i oksidisanosti (nFe0') na raspodelu sumpora izmedu faza može biti izražen sledečom jednačinom: % = 0,592 + 7,219 n0-: + 5,645nFe0' (14) Uticaj temperature na ravnotežnu raspodelu sumpora, saglasno formuli (6), veoma je složen, pošto gotovo sve veličine, koje ulaze u tu jednačinu zavise od temperature. Tako, sa povečanjem temperature konstanta ravnoteže raste [3]: Ks= -^p + 2,625, (15) pri čemu se i r^ isto tako povečava. Istovremeno sa ras-tom temperature povečava se i sadržaj [O], što dovodi do smanjenja Temperatura utiče isto tako i na količi-nu gram-jonova n0-2 i na koeficijent aktivnosti jonova, zato tačna zavisnost % od temperature ne postoji. Temperatura metala na kraju produvavanja , °C D=-151,86 + 0,11 t. (16) Analogno utiče na stepen desumporacije i vreme produvavanja t (si. 6, B): D = 7,985+ 0,803 t . (17) Uticaj povišene temperature metalne kupke i duže vreme produvavanja na poboljšanje desumporacije ob-jašnjava se očigledno boljom desumporacionom spo-sobnošču troske. Svi parametri nemaju podjednako bi-tan praktičan značaj jer se vrednosti t mogu menjati samo u relativno uskom dijapazonu, a i posmatra se konstantna tendencija ka skračivanju vremena produvavanja. Sadržaj mangana i silicijuma u gvoždu nema bitan uticaj na desumporaciju metala. Poznato je dosta jednačina, koje daju količinsku zavisnost r|s pri ravnoteži od sastava troske i metala i temperature [1, 2, 3]. Podjednako su sve one dobijene za us-love Martinovog procesa i zato njihova primena treba da je oprezna. Tako, uporedenje faktičkog koeficijenta raspodele sumpora sa ravnotežnim, izračunatim po formulama iz rada S. L. Levin-a i 1. I. Bornackog [4] je: . _ 32(nFe() + nbaz) (nFe0 + nbuz. — n^ J ^g^ s nFe0-Ks-Ys gde je rt baz. = nCaO + nMnO + nMgO nkis. = ncao + rtp2o5 + nA|,0, + nFe,o,, pokazuje da u večini slučajeva (si. 7.). 16 in 8 2 6 10 7f Slika 7. Sravnjenje faktičkog koeficijenta raspodele sumpora tjg sa rav-notežnom izračunatim T)s |41 Fig. 7 Comparison of the actual partition coefficient for sulphur, tis-and the calculated equilibrium one, lis |4| 20 20 22 2U 26 28 30 32 Vreme produvavanja , min Slika 6. Zavisnost stepena desumporacije u konvertoru od temperature metala na kraju produvavanja (A) i od vremena produvavanja (B) Fig. 6 Variation of the desulphurisation degree in converter vvith the metal temperature at the end of the blovving period (A) and with the blowing time (B) Tendencija povečavanja stepena desumporacije metala sa povečanjem temperature t na kraju produvavanja (si. 6, A) može da bude izražena jednačinom Očigledno, u konvertorskom procesu desumporaci-ona sposobnost troske je veča nego u Martinovom, t. j. reakcija desumporacije u večem stepenu se približava ravnoteži. 3. ZAKLJUČAK Za dostizanje bolje desumporacije metala u kiseo-ničnom konvertoru neophodno je poboljšanje kvaliteta kreča, pre svega povečanje njegove reakcione sposobnosti, sto obezbeduje brzu asimilaciju kreča troskom, bez značajnog povečanja sadržaja oksida železa u njoj. Primena lako topivih visokoaktivnih sintetskih materi-jala (aglomerata, briketa) isto tako značajno povečavaju stepen desumporacije čelika. Literatura 1. O. A. Esin, P. V. Geljd: Fizičeskaja himija pirometalurgi-českih procesov, č. 2., Metallurgija, 1966, s. 477—520. 2. G. Husson: Revue de metallurgie, 1962, v. 59, N2 7—8, p. 603-630. 3. P. Gerasimenko: Ionna teorija na elektrohimična vzaemodi-ja šlaku i metalu pri virobnictvai stali, Naukova dumka, Ki-ev, 1966, s. 78-151. 4. S. L. Levin, 1.1. Bornackij: Stalj, 1954, N2 10, s. 893—899. 5. D. V. Pudikov: Stalj, 1966, N^ 2, s. 117-120. 6. K. F. Behrens, J. Koenitzer, T. Kootz: Journal of Metals, 1965, v. 17, N2 7, p. 776-784. Untersuchungen haben ergeben, dass alle Einflussfaktoren die die Geschvvindigkeit der Kalkauflosung beschleunigen ver-grossern auch den Verteilungs koeffizient beim LD Verfahren. Das Entschvvefeln des Metallbades ist hauptsachlich von der schnellen Bildung homogener Schlacke grosserer Basizitat, Reaktionsfahigkeit und optimaler Viskositat abhangig. Die Schlacke mit einer Basizitat B = 4 ist optimal nicht nur fiir die Entschvvefelung sondern auch fiir das Frischen und den Me-tallverlust. Grossere Kalkzugabe verzogert die Schlackenbil-dung so, dass am Ende des Prozesses nur schvver homogene Schlacke grosserer Basizitat und kleiner Viskositat erreicht vvird. Dadurch vvird die Entschwefelung negativ beeinflusst. The conclusion can be made that ali parameters vvhich in-crease the dissolution rate of lime also increase the partition coefficient in the process. Removal of sulphur from the melt basicly depends on the rapid formation of homogeneous slag with increased basicity, reactivity, and optimal viscosity. The slag with basicity around 4 is optimal not only for desulphuri- sation but also for oxidation and metal loss. Addition of grea-ter amounts of lime hinders the formation of slag so that a homogeneous slag with increased basicity and low viscosity can be obtained with difficulty at the end of process. And this has a negative influence on the removal of sulphur. 3AKJIHDHEHHE mojkho 3aKJlK)HHTb, hto BCe -X 3 TJ C 2,0 1,0 'pomična Uokila in visokoroKOvni kabli s puhajo če dno in drsni vodi Hoja eVe' 1 Ingot 800-900mm-;---j ! I i / 1000<2> 600*0- linija za pogoj: proizvod -nja = 0,85 hitrost- pretalje^ vanja sftrdnim startom) 12 3 4 5 6 Dolžina ingota v m Slika 7 Storilnost EPŽ naprave v odvisnosti od dolžine in premera ingota Slika 7 Output of ESR equipment after cropping, depending on length and diameter of ingot ^iSDmSL® v KmOma t tO 2,0 3,0 t.,0 5,0 6,0 Dolžina ingota v m Slika Premer ingota v mm Delež dobrega dela ingota po odrezu koncev v odvisnosti od dolžine in premera ingota Fig. 8 Portion of sound ingot part after cropping, depending on ingot length and diameter Doseganje enakomernejše strukture po vsem preseku ingota je pomembno predvsem pri ledeburitnih, orodnih in brzoreznih jeklih. Iz grobe strukture ledebu-ritnega evtektika nastajajo ob neugodnih pogojih ogrevanja s koagulacijo grobi karbidi, ki močno poslabšajo lastnosti. Fina evtektska struktura, ki jo je mogoče zagotoviti s strjevalnim procesom pri optimalnih pogojih pretaljevanja, omogoča zelo enakomerno razporeditev in ugodno velikost karbidov pri optimalnih pogojih vroče predelave. Postopno optimiranje tehnologije po principih integralnega krmiljenja kakovosti, ki je osnovano na povratnih informacijah sistematičnih raziskav, vodi razvoj v smeri računalniško podprte avtomatizacije pretaljevanja in optimizacije proizvodnje z zagotovljeno kakovostjo in zanesljivostjo izdelkov. Izkušnje z vplivi EPŽ postopka na lastnosti jekel in glavni razlogi za uporabo EPŽ procesov so že publicira-ni in dobro poznani, tako da jih ni potrebno posebej obravnavati. EKONOMIČNOST Iskanje novih možnosti za pokrivanje stroškov pretaljevanja s prihranki materiala in dela in z boljšo zanesljivostjo kakovosti je interni problem proizvajalca. Odločitve je treba poiskati z dobro premišljenimi primerjalnimi kalkulacijami vložka, izkoristkov, tehnoloških operacij, toplotnih režimov, zanesljivosti kontrole, primerjave kakovosti, pretaljevanja izmečka in defekt-nih izdelkov ter drugih dejavnikov, med katerimi je pomembna tudi širša vloga proizvodov in proizvajalca na tržišču. Posebej moramo omeniti, da take interne odločitve za uporabo EPŽ tehnologije prevladujejo v proizvodnji in da je neposrednih naročil za EPŽ jekla normalno le za manjši del letne proizvodnje. Tehnologija pretaljevanja dolgih ingotov prinaša pomembne ekonomske prednosti. Naše izkušnje z zmanjšanjem specifične porabe žlindre, s povečano produktivnostjo in boljšim izkoristkom dobrega materiala so bile že publicirane. S pretaljevanjem dolgih ingotov in rezanjem teh na mero po naročilih iz kovačnic je mogoče zagotavljati kovačnici optimalne vložne dimenzije za odkovke. RAZVOJ POSEBNIH TEHNOLOŠKIH UKREPOV PRI PRETALJEVANJU DOLGIH EPŽ INGOTOV Spremembe sestave žlindre med procesom Zaradi oksidacijskih in redukcijskih reakcij se v EPŽ procesu vsebnost nekaterih elementov zaradi od-gora zmanjšuje, vsebnost drugih elementov v jeklu pa povečuje. Oksidirajoči elementi prehajajo iz jekla v žlindro, drugi pa potujejo v nasprotni smeri zaradi redukcije. Najaktivnejša elementa sta aluminij in silicij. Njuna vsebnost v sestavi se spreminja po višini ingota zaradi reakcije: 3 [Si]+ 2 (Al203)-3 (SiO, + 4 (Al), (1) Ta reakcija poteka proti desni intenzivneje pri nogi ingota kot pozneje pri glavi. S termodinamično analizo reakcije je ugotovljena naslednja odvisnost med reakcijskimi komponentami in temperaturo: = aSi 2/3 aAI;o] aSi02 • 10 -+ 1.582 Po naših izkušnjah (A120,) reducira [Si], ker aktivnost SiO, v žlindrini kopeli narašča po višini ingota, medtem ko vsebnost aluminija ali njegova aktivnost v jeklu upada (si. 10). Vsebnost kisika in silicija v jeklu narašča po višini ingota. Medtem ko pri nogi ingota vsebnost kisika normalno ne preseže 10 ppm, je njegova vsebnost celo do štirikrat večja pri glavi 6 m dolgega ingota. Odgor silicija pri nogi A% Si = % SiCiektroda — — % Siingal je v povprečju za 30 % večji kot pri glavi. 0,0150-' \ 0,0100 0,0080 0,0060 0P040 E PZ-ingot. 0 1000 rrm Jeklo. Cr-Ni-Mo Izhodna sestava žlindre 30'/. Al203| 30'/. CaO 33VtCaF2 ; <2'/. Si02 T= 170S i 37°C ; N =17 o t/i o 0,0020 0,0010 0,0008 0,0006 3 4 5 6 7 8910 ■ b = CaO / S1O2 -0,20 ■0,16 0,12 0,08 0 pt. 0,00 i/l <3 6 5 4 3 2 1 0 -- Dolžina ingota v m Slika 10 Sprememba aSjo2, 1% Ol, |% Alt] in |A% Sil med pretaljevanjem dolgega ingota z dezoksidacijo žlindre Fig. 10 Variation of aSi02,1% 01, |% AIJ, and 1% Si) during remelting of long ingot in a deoxidation of slag Diagram je izdelan po rezultatih pretaljevanja serije 6 m dolgih ingotov s premerom 1000 mm pri standardnih pogojih. To pomeni, da so bile aluminijeve granule za dezoksidacijo žlindre kontinuirno dozirane v žlindri-no kopel s količino, ki zagotavlja povprečno vsebnost aluminija 0,024% pri nogi in 0,017% pri glavi. Taka dezoksidacijska stopnja pomeni, da imamo opravka z degresivnim povečevanjem Si02 — vsebnosti v žlindri, ki se povečuje od začetne vsebnosti pod 2 % Si02 do povprečne vsebnosti 18% SiO, (si. 11) ob koncu pretaljevanja. Ker se vsebnost CaO in A1,03 v žlindrini kopeli le neznatno spreminja, se bazičnost žlindre močno zmanjšuje, tako da je razmerje Ca0/Si02 pri začetku povprečno 16 in pri koncu manj kot 2. Fluor izpareva v skladu z reakcijami: (CaF2) + {H20); 3 (CaF2) + (Al,03); 2 (CaF2) + (Si02) :(CaO) + 2{HF}, (3) 3 (CaO)+ 2 (AlF,}, (4) i 2 (CaO) + {SiF4) (5) (2) Zato opažamo močno redukcijo CaF2 vsebnosti v žlindrini kopeli. Ta se zmanjša od začetne 33 % do manj kot 20 % ob koncu pretaljevanja 6 m dolgega ingota. Te spremembe (Si02) in (CaF2) vsebnosti omogoča majhna količina žlindre, ki predstavlja 0,6 do 1 % teže ingota pri pretaljevanju 6 m dolgih ingotov in je določena na osnovi optimalne porabe električne energije. Taka majhna količina žlindre vpliva ugodno na potek pretaljevanja do dolžine 3 metrov. Z daljšimi ingoti posta- Jeklo. Cr - Ni - Ho ingot: 0 1000 mm Talilna hitrost: 900 kg/h - / v o Izhodna sestava žlindre: M'1. A12O3 . 30'/. CaO j 33'/. CaF2 j <2*/. Si02 0 >N Cr-Ni-Mo jekto za poboljšanje Ingot: 01000 mm Elektroda: p 550 mm Izhodna sestava žlindre 30% AljOj ; 30% CaO 33%CaF2 , 2%Si02 N = 17 2 3 4 Dolžina ingota v m Slika 11 Sprememba sestave žlindre med pretaljevanjem dolgih ingotov z dezoksidacijo žlindre Fig. 11 Variation of slag composition during remelting long ingots by deoxidation of slag jajo spremembe fizikalno-kemičnih lastnosti takšne, da pogoji za uspešno pretaljevanje in metalurške reakcije niso več zadovoljivi in v nekaterih primerih celo nesprejemljivi. Tališče, viskoznost in specifična omska upornost žlindre se povečujejo z dolžino ingota. Višje tališče in večja viskoznost kažejo negativen vpliv v fazi zaključevanja ingota, ko se dovod električne energije postopoma zmanjšuje in se temperatura žlindre in kovine postopoma znižuje. Pri jeklih z nizkim tališčem se žlindra strjuje prva, delci že strjene žlindre se lahko ulovijo v tekočem jeklu in povzročajo grobe makro vključke v glavi ingota. Za uspešno zaključevanje ingota, brez makro vključkov in lunkerjev pri glavi, mora biti tališče žlindre najmanj 100° C nižje od tališča jekla. Večja specifična upornost žlindre pomeni, da se pretaljevanje ingota 0 1000 mm in 6 m dolžine začne z jakostjo toka okrog 18 kA, medtem ko je nekoliko pred začetkom za-ključevalne faze jakost toka okrog 13 kA zadostna za enako hitrost pretaljevanja. Spremembe sestave jekla Če se bazičnost žlindre pri pretaljevanju dolgih ingotov zniža, to zadržuje metalurške reakcije. Zaradi tega se stopnja odžveplanja stalno zmanjšuje od 80—90 % pri nogi do manj kot 10 % pri glavi 6 m dolgega ingota. Zaradi tega se odžveplanje zmanjšuje s povečevanjem dolžine ingota in je skoraj enako O pri glavi ingota. Vsebnost kisika v jeklu se prav tako povečuje z dolžino ingota od manj kot 10 ppm pri nogi do več kot 40 ppm pri glavi (si. 12). Povečanje vsebnosti vodika med pretaljevanjem na zraku znaša od 1 — 1,5 ppm pri nogi in do 1 ppm pri gla- 10 7 / 50 4 5 U0 . 35 j 30| 25* o 20š 15 ž OJ (/) 10 > 5 0 01 2.3456 Doliina r m-- i—'—'-1-'-'-1 1686 4 3 2 1,2 ——Bazičnost b=(Ca0)/(Si02) Slika 12 Stopnja razžvepljanja in vsebnost kisika v jeklu v odvisnosti od dolžine ingota Fig. 12 Desulphurisation degree and oxygen content in steel depending on the ingot length vi. S pretaljevanjem pod varovalno atmosfero je mogoče skoraj popolnoma preprečiti to povečanje. Ukrepi za zmanjšanje sprememb v sestavi jekla med nogo in glavo EPŽ ingota Če želimo zagotoviti enakomerno sestavo ingota po vsej višini, moramo poskrbeti, da ostane sestava žlindre v toku celotnega časa pretaljevanja nespremenjena. Tega pri pretaljevanju na zraku ne moremo doseči brez posebnih ukrepov. Kontinuirno popravljanje sestave žlindre je med pretaljevanjem omejeno, ker vsak večji poseg povzroči določeno motnjo v procesu. Število takih motenj naj bo čim manjše in njihovo trajanje naj bo čim krajše. Poseben problem predstavlja pretaljevanje elektrod z neustrezno kemično sestavo ali starih rabljenih valjev različnega izvora, ker bi to povzročalo nedopustna odstopanja od predpisane kemične sestave in že vnaprej povzročalo heterogeno sestavo EPŽ ingotov. Ker so ti problemi kompleksni, lahko razlikujemo naslednje tehnološke ukrepe za zmanjšanje razlik v kemični sestavi med nogo in glavo ingotov: — ukrepi pri pretaljevanju elektrod istega izvora ali elektrod z enako kemično sestavo, — ukrepi pri pretaljevanju elektrod različnega izvora in z različno kemično sestavo. Pretaljevanje elektrod istega izvora Razlike v sestavi med nogo in glavo ingota so rezultat sprememb v sestavi žlindre, ki povzročajo tudi določene spremembe v sestavi jekel. Za zmanjševanje teh razlik je razvoj prinesel tri metode za popravljanje sestave žlindre med pretaljevanjem. Te tri metode se razlikujejo po cilju, ki ga želimo doseči, in po stopnji motenj v procesu. Metoda I je najpreprostejša in najcenejša, pa tudi najbolj pogosto uporabljana v vsakodnevni praksi. Pri tej metodi ni potrebe po večjih motnjah procesa. Za nevtralizacijo agresivnega fluorovodika se dodaja apno. Apno reagira s fluorovodikom po naslednji reakciji: CaO + 2 HF^CaF2+H20 (6) Pri izhodu čistilne naprave smo našli mešanico približno 80 % CaF2 in 20 % CaO. Količina te mešanice in vsebnost CaF2 je odvisna od premera kristalizatorja in od količine razvijajočih se plinov. Po pazljivem sušenju se mešanica nekontinuirno dozira v kristalizator približno na vsakih 0,5 m dolžine ingota s količino, ki zagotavlja CaF2 vsebnost v žlindri med 25 in 30 %. Zaradi dodatkov te mešanice je vsebnost Si02 nekoliko manjša, vendar so ostale lastnosti, kot bazičnost, viskoznost in tališče, zadovoljive. Ta metoda je priporočljiva pri pre-taljevanju jekel z manj kot 0,25 % ogljika. Vsebnost silicija v elektrodi naj bo blizu zgornje meje predpisane ke- t ^36 3 > 32 | 28 o i-24 o t20 I16 12 4- l/l o O O C .a OJ /. > o 0 12 3 4 5 6 Dotžina ingota v m— Slika 13 Sprememba vsebnosti (Si02) in (CaF2) v žlindrini kopeli v odvisnosti od dolžine ingota s korekturo sestave žlindre po metodi I Fig. 13 Variation of (Si02) and (CaF2) contents in slag bath depending on ingot length, and by correcting the slag composition accord-ing to the method I mične sestave in vsebnost žvepla v območju predpisanih mej. Količina žlindre se med pretaljevanjem povečuje, kar povzroča rahlo povečanje specifične porabe električne energije (si. 13). Metoda II se razlikuje od metode I v tem, da poleg dodajanja CaF2 ali CaF2/CaO mešanice v zgornjem delu ingota en del žlindre zamenjamo enkrat ali dvakrat z novo žlindro. Ker je težko in zamudno ročno zmanjšati količino tekoče žlindre, priporočamo uporabo posebne črpalke. Ta metoda zagotavlja še manjšo vsebnost Si02 v žlindri (si. 14). VERZIJA n. Dodatek Ca F?/CaO 160/20) mešanice v žlindro vsake 0,5m dolžine ingota in zamenjava dela stare žlindre z novo v zgornjem delu ingota Dolžina ingota v m Slika 14 Sprememba vsebnosti (Si02) in (CaF2) v žlindrini kopeli v odvisnosti od dolžine ingota s korekturo sestave žlindre po metodi II Fig. 14 Variation of (Si02) and (CaF2) contents in the slag bath depending on ingot length, and by correcting the slag composition according to the method II Metodo III smo razvili na osnovi dejstva, da skoraj vsak EPŽ ingot pretaljujemo samo na začetku pod žlindro visoke bazičnosti, kasneje pa se ta bazičnost zmanjša na 2. Zato del stare rabljene žlindre dodamo novi žlindri že na začetku pretaljevanja, med pretaljevanjem so nato ukrepi enaki kot pri metodi II. Prednosti te metode so: — specifična poraba žlindre v kg/t je manjša, — absorbcija plinov, predvsem vodika pri nogi, je manjša, — višja vsebnost Si02 v žlindri zmanjša izgube silicija pri nogi in s tem omogoča pretaljevanje z manjšo jakostjo toka. Kasneje je potrebno izboljšati žlindro z dodatkom nove, in to nekajkrat, tako da bazičnost žlindre ne pade pod 2. S takim načinom lahko dosežemo najbolj enakomerno sestavo 6 m dolgih EPŽ ingotov (si. 15). Z bolj VERZIJA I: Dodatek CaFVtaO(80/20) mešanice na vsake 0,5m dolžine ingota TTTTTTTTTTT VERZIJA m. Start z mešanico stare in nove žlindre, dodatek CaFč/CaO(80/20) mešanice vsake 0,5m dolžine ingota in zamenjava dela stare žlindre z novo v zgornjem delu ingota elementa. Seveda je pri tem zelo važno, da upoštevamo tudi druge elemente, kijih elektroda vsebuje. Ta dodatna elektroda ni zvezana z električnim izvorom in se lahko odstrani ali pa privari na osnovno elektrodo. Lahko tudi namestimo več takih elektrod okrog osnovne. Za uspešno dodatno legiranje morajo biti izpolnjeni naslednji 4 pogoji: — tališče ferozlitine mora biti zelo blizu tališču jekla, — gostota ferozlitine mora biti enaka ali pa manjša od gostote jekla in večja od gostote tekoče žlindre, — kadar dodajamo ferozlitine po postopku opisanem pod a), mora imeti ferozlitina ustrezno zrnatost, — dodajanje mora potekati kontinuirno, če ne, pa mora biti izvajano v čim krajših časovnih presledkih. Za razlago postopka legiranja prikazuje si. J 6 kore-lacijo med vsebnostjo silicija v elektrodi in EPŽ ingotu v odvisnosti od vsebnosti kroma v elektrodi. Pri standardnem EPŽ postopku moramo upoštevati določen odgor silicija, ki je odvisen od vsebnosti kroma. Vzemimo za primer predpisano območje za Si = 0,30 — 0,50 % in Cr = 2,6 —3,6 %. 7XV bazitnost b='Ca0j i._■ ■ ■_i_i-i- 12 3 4 5 6 Dolžina ingota v m— Slika 15 Sprememba vsebnosti (SiOj) in (CaFi) v žlindrini kopeli v odvisnosti od dolžine ingota s korekturo sestave žlindre po metodi III Fig. 15 Variation of (SiOj) and (CaF2> contents in the slag bath de-pending on ingot length, and by correcting the slag composition according to the method III ali manj enakomerno sestavo žlindre v toku celotnega procesa pretaljevanja dolgih ingotov ostanejo pogoji za reakcije med žlindro in kovino nespremenjeni, kar obenem zagotavlja manjše trošenje v porazdelitvi vsebnosti posameznih občutljivih kemičnih elementov vzdolž ingota. Krmiljenje kemične sestave ingota in pretaljevanje elektrod različnega izvora V splošnem se krmiljenje kemične sestave EPŽ ingotov izvaja z upoštevanjem reakcij med pretaljevanjem in s prilagajanjem kemične sestave uporabljenih elektrod. Če sestava elektrode ne ustreza predpisanim mejam, je potrebno določene popravke izvajati med pretaljevanjem. Pretaljevanje elektrod različnega izvora, kot so na primer rabljeni valji, je ekonomsko zelo zanimivo, vendar tehnološko dokaj zahtevno. Običajno ni dovolj sortirati elektrode po vsebnosti pomembnih kemičnih elementov v sestavi, zato je potrebno uporabljati tehnologijo dodatnega legiranja v pogojih EPŽ procesa. V glavnem lahko razlikujemo dve različni metodi dodajanja legirnih elementov v kristalizator med pretaljevanjem: a) Najpomembnejši in zelo prilagodljiv način dodajanja predstavlja uporaba kontinuirne dozirne naprave. Če take naprave nimamo, je še vedno mogoče dodajanje izvajati ročno v čim krajših časovnih presledkih. Zelo pomembna je zrnatost in predhodna priprava ferozlitin, n. pr. žarjenje. b) Dodatno legiranje določenega elementa z dodatno elektrodo, ki vsebuje določeno višjo vsebnost tega N =51 P>99,9 •/. R =0,669 1, 96- S y x = i 0,078 »T1 2£ < m m o 28 o o" 2B t— tO n CM i,5 or 3A 3 36 3 Talilna hitrost: 380 kg / h Začetna sestava žlindre 30,4Al2O3,30%CaO. SSV.CaFo -- 2*/.' Sife 0 0,30 0,35 0,40 0A5 0,50 0,55 0)50 0,65 0,70 ST01 0,616 Slika 16 •/. Si-elektroda Vsebnost [Si| v EPŽ ingotu v odvisnosti od vsebnosti |Si| in |Cr| v elektrodi Fig. 16 [Si] content in ESR ingot depending on |Sij and |Cr| contents in the electrode Če je Cr = 2,6 %, potem Si >0,33 % v elektrodi že zagotavlja vsebnost silicija v ingotu nad predpisano spodnjo mejo. Pri enaki vsebnosti silicija v elektrodi in pri enaki stopnji dezoksidacije žlindre bo vsebnost kroma na zgornji meji povzročila mnogo večji odgor silicija. V tem primeru lahko pričakujemo v EPŽ ingotu vsebnost Si = 0,17 %. Za Cr = 3,6 % v elektrodi mora biti vsebnost silicija v elektrodi nad 0,46 %, če hočemo zagotoviti silicij = min. 0,30 % v ingotu. Taki nomogrami omogočajo določanje ustrezne kemične sestave šarž, ki so namenjene za EPŽ elektrode. Če iz kemične sestave razpoložljivih elektrod s pomočjo nomograma pričakujemo odstopanje kemične sestave EPŽ ingotov izven predpisanih mej, se odločimo za dodatno legiranje med pretaljevanjem. EPŽ" ingot;310mm <*>,8Kkg Elektroda ;160mm tf Izhodna sestava žlindre: 30%Al,0,. 30% CaO , 33% Ca F,, « 2 % SiOj Talilna hitrost a = 256 ±11kg/h Vsebnost Si v elektrodi:Si = 0,32% Dodatek Al-granul za dezoksidacijo žlindre = 0,07% ff [%Si]fi = 0,2651+ 0,003 (FeSidodatek R2= 0,82 [%Si]N = 0,25S6+ 0,002 (FeSi dodate M ^=0,67 Si elektroda 0 10 2l) 30 40 50 60 70 <90 90 0,60 g — 0,50 d — 0 c7i C > 0,40 i/i | 0,30 XI 01 l/l > o Dodatek FeSi (g/Smin) Slika 17 Vpliv dodatka FeSi med pretaljevanjem Cr-Mo jekla na vsebnost |Sil pri glavi in nogi EPŽ ingota Fig. 17 Influence of adding FeSi during remelting Cr-Mo steel on the [Sil content in the ESR-ingot top and base SI. 17 prikazuje vsebnost silicija v ingotu z odvisnostjo od dodatkov ferosilicija, diskontinuirno vsakih 5 minut. Če želimo držati vsebnost silicija v ingotu enako kot v elektrodi 0,32 %, moramo dodajati po 30 g ferosilicija na vsakih 5 minut pri nogi in le 12 g ferosilicija na vsakih 5 minut pri glavi. Zmanjšanje dodatkov je potrebno zaradi naraščanja Si02. Različen odgor silicija povzroča različne izkoristke dodanega ferosilicija, ki so med 77 % pri nogi in okrog 85 % pri glavi. Tako si. 18 predstavlja pogoje za legiranje kroma. Za povečanje 0,20 % kroma z legiranjem je potrebno pri nogi dodati 240 g ferokroma na vsakih 5 minut. Zaradi odgora kroma je treba dodatke zmanjšati na 175 g ferokroma na vsakih 5 minut pri glavi. Izkoristek FeCr-affine je okrog 98 % pri nogi in 99 % pri glavi. Približne spremembe izkoristka se spreminjajo z razmerjem (CrA)/[Cr] - ki znaša od 1,5 x 10"2 pri nogi do 3,2 x x 10-2 pri glavi. Razvili smo posebne dozirne naprave, ki omogočajo kontinuirno doziranje katerekoli količine ferozlitine z granulacijo do 5 mm in dodatno legiranje silicija, kro- ma, vanadija in ogljika, pri čemer lahko več elementov legiramo istočasno. Stopnja dodatnega legiranja je omejena s specifičnimi pogoji EPŽ postopka in je odvisna tudi od premera ingota, ki ga pretaljujemo. V glavnem je mogoče dolegirati silicij do 0,30 %, krom do 0,60 %, vanadij do 0,20 % in ogljik do 0,15 %. nadaljnji razvoj Opisani tehnološki razvoj, moderna izvedba proizvodnih naprav in računalniško podprt sistem krmiljenja predstavljajo solidno osnovo za nadaljnji razvoj. Glede na izkušnje z varovalno atmosfero se razvija pretaljevanje s povečanim pritiskom plina nad žlindri-no kopeljo. Zaprta EPŽ naprava za pretaljevanje pod visokim tlakom dušika že več let uspešno obratuje. Tehnologija za proizvodnjo votlih EPŽ ingotov je bila že delno preizkušena, vendar ne kaže, da bi bila ekonomsko uspešno uporabna v vsakodnevni proizvodnji zaradi mnogih omejevalnih dejavnikov. EPŽ proizvodnja oblikovanih okroglih teles (n pr. valjev), ki jih ni potrebno kovati, je tehnološko in ekonomsko izredno zanimiva, posebno zato, ker so se taki valji že uveljavili v uporabi. EPŽ ingot: <£500 mm , 3000kg Elektroda: 0 350mm Talilna hitrost a=438 kg/h Dodatek Al-granul. za dezoksidacijo žlindre = 0,01% a 40 80 120 160 200 240 280 320 350 Dodatek FeCr (g/5min ) Slika 18 Vpliv dodatka FeCr-affine med pretaljevanjem na naraščanje vsebnosti [Cr] pri glavi in nogi EPŽ ingota Fig. 18 Influence of adding FeCr affine during remelting on the increa-sed |Cr| content in ESR-ingot top and base Eine Ubersicht iiber die Entvvicklung von der Einfuhrung der ersten ESU Anlagen bis zum heutigen Stand mit den Haupteigenheiten der Entwicklungsstufen werden gegeben. Die wichtigsten Parameter des Schlackenverbrauches des Energieaufwandes, des Ausbringens, so wie die technologisc-hen Grundparameter der Umschmelzung werden angegeben. Besondere Betonung gilt der Beschreibung der Entwick-lung der Anlagen mit der charakteristischen elektrischen Aus-fuhrung, der heutigen Technik der ESU Anlagen und dem Stand der Regeltechnik. Von besonderer Bedeutung sind die \Vassergekiihlten Hochsstromschleifkontakte. Auserdem ist eine Neuheit die Elektronische Regelung der Eintauchtiefe der Elektrode und die rechnerische Steuerung der Umschmel-zgeschwindigkeit, was von entscheidender Bedeutung fiir die Giite der ESU Blocke ist. Neue Entwicklungen an ESU Anlagen haben die Umschmelzung von Blocken grosserer Breite und Lange moglich gemacht. Die Umschmelzung von Ingots grosseren Durchmes-sers war durch die Schmelzstromstarke begrenzt, grosserer Langen aber durch die Anderung der chemischen Zusammen-setzung von Schlacke und Stahl vvahrend der Umschmelzung. Die Entwicklung an der Umschmelztechnologie von langen Ingots macht die Erzeugung von 6 m langen Ingots moglich. Durch die Technologie des Zulegierens vvahrend des ESU Verfahrens ist auch die Anwendung von Elektroden verschiedenen Ursprunges moglich geworden, was die Wirt-schaftlichkeit der Umschmelzung gunstig beeinflusst. A revievv of development since the introduction of the first ESR equipment till now is given with the basic characteristics of the development stages, together with the most important parameters on consumption of slag, and energy, on yields, and on basic technological parameters of remelting. A special emp-hasis is given to the description of the development of equip-ment with the characteristic electric performance, the present techniques of ESR equipment, and to the state of regulation techniques. Important are the vvater-cooled high-current slide contacts. Besides, the novelty is also the electronic regulation of the dipping depth of electrode, and the computer control of the remelting rate which is the decisive parameter for the qua-lity of ESR ingots. The development of ESR equipment enabled the remelting of ingots of bigger diameters and lengths. Before, remelting of bigger diameters was limited by the melting-current strength, and of longer lengths by the variation of the chemical compo-sition of slag and steel during the remelting. The development of the technology of remelting longer ingots enables at present manufacturing ingots up to 6 m, and the technology of additio-nal alloying under the conditions of the ESR process enables the application of various electrodes which has a beneficial influence on the economy of remelting. 3AKJIHDMEHME FIpHBeaeH 0630P pa3BHTHH H BBeneHHH ItepBbIX yCTpOHCTB 3LUri-a flo TenepeuiHeii CTeneHH c rjiaBHbiMH xapaKTepncTn-KaMH CTeneHefi pa3BHTHH, TaK)Ke KOiiOBbie o6o3HaneHH« pac-xoaa ujnana, SHepnm, bmxoxiob h ochobhmc TexH0Ji0rnMe-CKne napaMeTpbi nepenjiaBa. Oco6o n0iepKHyT0 pa3BHTHe ycTpoiicTB c xapaKTepHbiM 3JieKTpHnecKHM BbinojiHeHneM, coBpeMeHHasi TexHHKa ycTpoficTB 3Ilin-a h coctoshhc pery-JlHpOBOHHOii TeXHHKH. Oco6oe 3HaieHHe HMetOT KOHTaKTbI CKOJib>KeHHa, oxiia>KaaeMbie c Boaon. KpoMe 3Toro npeacTa-BJiaeT HOBH3Hy 3JieKTpoHHaa peryjinpoBKa rJiy6HHbi norpy>Ke-hh» 3JieKTpo/ibi, a TaK»e ynpaBJieHHe 6biCTpoTbi nepenuaBKH npn noMomM BbtHecjiHTejtbHOH MauiHHbi, hto npeacTaBJiaeT pemaroutHH napaMeTp Ha KanecTBO 3ar0T0B0K 3LDri-a. Pa3BHTHe yCTpOHCTB 3llin-a aajio B03M0)KH0CTb BeCTH nepenjraBKy 3ar0T0B0K 6ojiee KpynHbix nnaMeTpoB h anHHbi, TaK KaK nx nepenjiaBKa 6bijia orpaHHneHa ot BejiHMHHbi TOKa pacnjiaBJieHH«, a 3aror0B0K ybejihhehhoh iuiHHbi ot H3MeHe-hhh XHMHHecKoro cocTaBa uijiana h ctajin b TeneHHH pacnjia-BJieHHH. Pa3BHTHe TexH0Ji0rHH nepenjiaBKH fljiHHHbix 3ar0T0B0K aajio B03M03KH0CTb H3rOTOBJIHTb 3arOTOBKH HJTHHbl flO 6 M, TexH0Ji0rHH »e jierupoBaHHfi npu ycjiOBH»x npouecca 3111-n-a — ynoTpe6jieHHe sjieKTpoa pa3JiHHHoro hctohhhka, hto 0Ka3biBaeT 6jiaronpH»THoe BjiHHHHe Ha 3K0H0MHnecH0CTb nepenjiaBa. Tehnične novice Triletno sodelovanje med metalurškimi inštituti EGS in SFRJ Alojz Prešern Na osnovi sklepa Kontaktne skupine za sodelovanje na metalurškem področju med EGS in SFRJ ter obojestranske priprave potrebnih raziskovalnih programov s področja »litje in strjevanje konti odlitega jekla« smo v letu 1980 pričeli konkretne raziskave v okviru navedenega obojestransko potrjenega in sprejetega projekta za dobo 3 let. Zahodnoevropski metalurški inštituti so v tem projektu sodelovali v naslednji sestavi: CRM Liege, TU Clausthal, TU Berlin, CSM Roma. Prezentirali so obdelavo naslednje problematike: — vpliv sekundarnega hlajenja na nabreklost in kvaliteto strukture konti odlitih bram, — izboljšanje livnih pogojev pri konti litju gredic, — strjevalna struktura in nastanek makrosegregacij pri konti litju bram kot posledica nabreklosti strjene skorje, —uvajanje pogojev za tehnologijo za pospešeno strjevanje konti litih gredic (FAST-tehnologija z dodatkom kovinskega prahu). Metalurški inštituti SFRJ v sestavi: Tehnološki fakultet Beograd in Sektor za raziskave M K Smederevo, Inštitut za_ metalurgijo Sisak, Metalurški inštitut H. B. Zenica, SZ-Metalurški inštitut Ljubljana so v uresničevanju triletnega projekta sodelovali z raziskavami iz naslednje tematike: — raziskave defektnosti vertikalno-konti odlitih bram, — vpliv kvalitete kokilnih praškov na lastnosti konti litih gredic in raziskave kvalitete prahov, — vpliv ognjevarnih materialov v jeklarski ponovci (šamota in dolomit) na količino in kvaliteto vključkov, — vpliv obdelave taline v ponovci z vpihovanjem CaSi prahu na livnost in kvaliteto konti litih gredic. V dobi treh let (do začetka leta 1983) so bili ogledi zahodnoevropskih inštitutov: CRM Liege, CSM Roma, TU Clausthal, VDEh Diisseldorf, Max Planck Institut Diisseldorf, ogledi železarn Terni v Italiji, Hoesch v Zah. Nemčiji, Duisburg Hamborn v Zah. Nemčiji, ogledi SFRJ inštitutov v Sisku, Zenici, Beogradu, Smedere-vu, ogledi železarn Ravne, Smederevo, Sisak, Zenica, koksarne Tuzla. V tem času smo prejeli od vodje raziskovalnega dela za metalurgijo v okviru EGS več zelo dragocenih težko dosegljivih strokovnih knjig, poročil in revij o elektro pečeh, konti litju in obsežna fazna ter zaključna poročila o raziskovalnem delu navedene tematike. Ves ta material je bil razmnožen, poslan metalurškim inštitutom in železarnam, kar prav gotovo predstavlja izredno koristen material pri reševanju problematike zelo kompleksnega in izredno aktualnega področja konti litja jekla. V okvir sodelovanja spada tudi obisk zahodnonemških strokovnjakov za reševanje problematike visokih peči in jeklarstva v M K Smederevo ter obisk nemško-francoskih strokovnjakov v koksarni Tuzla. Še vedno imamo na razpolago vsa končna poročila s podrobno vsebino za potrebe uporabnikov s področja konti litja gredic in bram, še vedno imamo možnost osebnih kontaktov z nekaterimi raziskovalci in strokovnjaki iz CRM Liege in TU Clausthal, če bi bila pri določenem uporabniku konkretna želja po dodatnem tolmačenju analize problemov. Krajše vsebine končnih poročil inštitutov EGS in SFRJ: V okviru raziskav »Vpliv sekundarnega hlajenja na nabreklost in kvaliteto strukture konti odlitih bram« so raziskovalci CRM Liege (A. Etiene, R. Fraussen, E. Toubeau) ugotovili, da so v glavnem značilne napake v strukturi konti odlite brame naslednje: — segregacijske mreže, celo notranje razpoke, ki se pojavljajo po vzdolžnem prerezu v večjih ali manjših oblikah, — centralne segregacije v glavnem v obliki dvojne osi, — vključki. Navzočnost teh napak lahko povzroči celo izmeček brame. Metalografske in radioaktivne analize iz različnih nivojev odlite brame kažejo, da so segregacijske mreže in notranje razpoke rezultat meddendritnih razpok v bližini strjevalne cone. Med dendriti se nahaja preostala talina, ki je bogata z raztopljenimi elementi in se pojavlja v obliki segregacijske mreže. Razpokanost nastaja v času, ko se prekorači kritični nivo deformacije med strjevanjem, ki ga povzroča mehanično in toplotno strjevanje brame. Teoretične kalkulacije in industrijski poskusi kažejo, da spremlja centralno segregacijo konvekcijsko gibanje, ki se nahaja v talini v toku strjevanja. Deformacije, ki se spreminjajo z nastajanjem strjevalne strukture v območju ostankov taline, lahko povzročijo občutne segregacije. Več mehanskih vzrokov more povzročiti deformacije bram v toku strjevanja oziroma lahko nastanejo razpoke pred kristalizacijo: — nabreklost brame: zaradi ferostatičnega pritiska nabrekne brama med valjčnicami, vrh nabrekline se splošči pri vsakem prehodu brame preko valjčnice. Ta fenomen je odvisen od geometrije stroja in odpornosti strjene skorje — usločanje in ponovna izravnava brame — geometrične in mehanske napake stroja (vlečnega stroja, kar je odvisno od konstrukcije). Če so torej deformacije brame odločujoči dejavnik v tvorbi kristalnih razpok in v povečanju centralne segregacije, je jasno, da imajo metalurški dejavniki, kot je sestava jekla in kristalna struktura, direktni vpliv na obstoj oziroma pomembnost napak. Frekvenca pojava kristalnih razpok je ozko povezana s sestavo jekla: Si, Mo > 0,25 %, C <0,16% izboljšujejo občutljivost do kristalnih razpok, Ni > 1 %, Cr>3%, S >0,025 %, Mn/S < 20, Mn > 1 %, 0 > 0,03 % jo slabšajo. Za kalkulacijo najbolj nabreklega mesta konti lite brame so avtorji teh raziskav sestavili statični in dinamični model: ugotavljanje deformacij med valjčnicami zaradi ferostatičnega pritiska med enako temperaturo, pri čemer je krivulja nabreklosti simetrična, in nabreklost pri premikanju brame, kjer je deformacija asimetrična. Izvedba modelov je računsko utemeljena. Doseženi rezultati so plod industrijskih raziskav na konti stroju za brame v železarni Cockerill-Sambre v Monti-gnies-u, kjer so preiskovali v industrijskih livnih pogojih brame, širine 1015 do 2085 mm, debeline 220 mm, pri livni hitrosti med 0,6—1,35 m/min, sekundarnem hlajenju med 0,45 do 1,1 lit./kg jekla in C v jeklu med 0,05 — 0,018%. Pri izvajanju raziskav so upoštevali poleg vpliva navedenih parametrov na nabreklost ploskve brame še vpliv geometrije stroja (napačna okroglina, pretesna prilagoditev) na deformacijo valjčnic med konti litjem. Z izvirnim merilnim sistemom, instaliranim na konti stroju, na brami, ob upoštevanju razdalje med valjčnicami (max. 540 mm), temperature pod valjčnicami (80 °C), temperature same brame (600 ftC), so ugotovili, da so operativni dejavniki za pojavo nabreklosti brame v velikosti brame, livni hitrosti in intenzivnosti sekundarnega ohlajanja. V cilju, da se izognemo kristalnim razpokam, je potrebno zmanjšati deformacijo površine brame za 1 mm, sekundarno hlajenje ima še najmanj vpliva na kontrolo deformacije brame in valjčnic. Brame velikih širin (>1.500 mm) imajo tendenco do nastanka zelo velike nabreklosti: da dosežemo zdravo kristalno strukturo, je potrebno med konti litjem brame omejiti livno hitrost na 0,8 m/min. Ugotovili so, da prilagoditev valjčnic na zunanji krivini, ki je zaradi ohladitve med ustavitvijo stroja dvignjena, ni vedno optimalna za livne pogoje. Geometrično reguliranje stroja, ekcentričnost valjčnic in utesnitev imajo velik vpliv na premaknitev in deformacijo valjčnic med litjem. Ustavitve stroja povzročajo velike nevšečnosti: zaradi učinka toplotne sile obstaja možnost, da nastane na valjčnicah ravno nasprotna krivina, ki poškoduje bramo. Nujno je potrebno zagotoviti zunanje hlajenje valjčnic, da se zmanjša prekomerne deformacije, ki jih hitro poškodujejo. V okviru zboljšanja livnih pogojev pri konti litju gredic so avtorji prof. Oeters, prof. Schwerdtfeger, H. C. Dromer raziskovali mehansko obnašanje skorje konti odlite gredice pri strjevanju taline v kokili. Cilj raziskav je bil poglobiti znanje o pogojih ohlajanja, ki nastopajo pri konti litju, in rezultate uporabiti v praksi. Raziskave so obsegale meritve sil in napetosti, ki nastopajo pri strjevanju v obrobni skorji gredice, pri čemer so uporabili dve različni konstruirani kokili iz sive litine: eno z vgrajenimi bakrenimi vodohlajenimi elementi, drugo samo z vodnim hlajenjem. Talino so proizvedli v vakuumsko indukcijski peči v količini 10 kg, izliv taline je izveden pod argonom. Zaradi različnega hlajenja posameznih kokil so se pojavile različne hitrosti strjevanja in potek sil. S pomočjo toplotne bilance so bile določene zakonitosti strjevanja za obrobno skorjo gredice in pri določenih predpostavkah izračunana debelina skorje. S pomočjo visoko elastičnega deformacijskega modela je bilo možno pojasniti rezultate, dobljene računsko in s stvarnimi meritvami. V pogledu vpliva strjevalne strukture na mejo lezenja (konti lita gredica) ugotavljajo, da ta preneha, če je bil material ohlajen na prostorsko temperaturo. Obsežne raziskave so izvedene o makrosegregacijah pri konti litju bram, oz. v strjevalni strukturi in nastanku segregacij kot posledica nabreklosti skorij. Ta povzroča strujanje, ki vodi k mešanju legirnih elementov in nečistoč. Nabreklost lahko nastane pri prevelikih razdaljah med valjčnicami, slabi usmeritvi valjčnic, usločenih valjih ali zaradi drugih napak na valjih. Doslej so domnevali, da ima velik vpliv na segregacije tudi temperatura strjevanja. Konti odlit material z zelo usmerjeno dendritno strukturo je nagnjen k močnemu izcejanju, neusmerjena struktura — globuliti — pa k manjši količini izcej. Pri konti litju je zato potrebno usmeriti pozornost predvsem k pogojem, ki omogočajo nastanek globulitnih kristalov. Pri pravilnem tolmačenju medsebojnih vplivov v tem pogledu je še precej nejasnosti. Nizko pregretje taline izboljšuje pogoje za nastanek globulitnega strjevanja, kar pa je v obratovalnih pogojih težko doseči. Nizko pregretje more povzročiti motnje, zaradi katerih talina zamrzne. Z elektromagnetnim gibanjem taline moremo izboljšati nastanek globulitne kristalizacije. Tudi sestava jekla in način dezoksidacije imata svoj vpliv na strjevalno strukturo. Večkrat je ugotovljeno, da vplivajo dodatki Al na usmerjeno strjevanje; z dodatki nosilcev kali: Ti, Ti zlitine, Zr, B, W, Nb, Ca-cianamid, Fe-Cr-Ni, redke zemlje moremo doseči nastanek globulitne strukture. Predvsem Ti, TiN in Ti zlitine so v tem smislu zelo pozitivne. Preiskave industrijsko konti odlitih bram so pokazale, da daje tudi usmerjeno strjevanje jeklo brez izcej, če je brama odlita brez pojava nabreklosti (dolžina polmera konti stroja 10,5 m, format brame 260x1250 mm, sestava: 0,2% C, 0,16% Si, 0,6 % Mn, 0,05 % Al, 0,015% P, 0,018% C). Da se prepreči nabreklost konti brame pri visoko pregreti talini, ki povzroča transkristalitno strukturo, je bilo potrebno znižati hitrost litja od 0,7 na 0,4 m/min. in povečati hladilno vodo od 1,46 na 2,56 lit./kg jekla. Na ta način se je zmanjšala globina lunkerja, zmanjšal se je ferostatični pritisk na skorjo brame, hitreje se brami odvaja toplota, kar še zmanjšuje porozni del sredine. Zaradi znižanja temperature poraste trdnost na površini skorje in se poveča odpornost proti deformaciji. S takimi prijemi moremo precej reducirati nastanek nabreklosti površine brame. Praktične izkušnje kažejo, da so v glavnem pri transkristalitni strukturi močneje navzoče segregacije po sredini preseka brame kot pri globulitni. Na brami z močnimi izcejami je možno nabreklost dokazati na jedkanem vzorcu. Ta nabreklost more znašati več mm, če so navzoče tudi napake v valjih. Avtorji teh raziskav so razvili način izračuna horizontalnih izcej, kakor tudi izračuna pojava izcej z difuzijskim modelom. Opisan je postopek nastajanja makroizcej pri konti liti gredici in kvantitativno teoretska utemeljitev poteka tvorbe z matematičnim modelom. Posebna pozornost je posvečena modelu za izračun toplotnih napetosti v konti liti brami. Raziskave defektnosti vertikalno konti odlitih bram v železarni Smederevo (avtorja prof. L. Nedeljkovič in Curič) kažejo na izrazito sredinsko segregacijo, ki je posledica nekontrolirane nabreklosti brame. V cilju za zmanjšanje te slabe strukture se vgrajuje v livni stroj elektromagnetni mešalec. Rahlo znižanje livne hitrosti ne vpliva na tvorbo centralne segregacijske cone. Pri slučajno nastali globularno dendritni strukturi brame ni navzoča centralna segregacija. Gostota centralno segregacijske cone je večja pri kompletno globularno-den-dritski strukturi. Rezultati raziskav primarnega zrna v konti liti brami kažejo na kompleksnost in možen vpliv na končno velikost zrn, oz. kristalnih mej v vroče valjani plošči. Občutno višja livna temperatura in znatna sprememba v mehki sredini, povzročena zaradi zamenjave dvojnega izlivka z enim, so verjetno povzročili globu-larno dendritno strukturo, skoraj brez centralne segre-gacije. Na inštitutu za metalurgijo Sisak je skupina avtorjev — prof. dr. Krajcar s sodelavci — raziskovala vpliv kvalitete kokilnih praškov na lastnosti konti lite gredice. Predmet raziskav je bilo ugotavljanje lastnosti treh livnih praškov, ki jih uporabljajo pri konti litju gredic za cevi. Za dobri učinek praška v pogledu tvorbe zdrave skorje gredice je predvsem važna enakomernost debeline sloja, nizka talilna točka in relativno majhna livna hitrost. Za preprečevanje tvorbe »zlepljenih mest« na površini gredice je zelo pomembna dobra izolacijska lastnost praška. Posebno pozornost so posvetili raziskavam možnosti merjenja toplotne izolacije določene plasti praška. S pomočjo ugotovljenih podatkov sestave, velikosti zrn praška, talilnosti, diferenčno termične analize, termo-gravimetrijske analize, viskoznosti, površinske napetosti, fazne analize z difrakcijsko metodo in toplotne bilance so poskušali sestaviti matematični model za operativni potek vpliva praška. Pri tem manjka vrsta podatkov, ki jih bo potrebno še ugotoviti, kot so: neznani mehanizem tvorbe filma in njegove debeline v nivoju meniska in pod njim, odnosi med hitrostjo gibanja gredice in kokile, pritisk na steno kokile, temperature in viskoznost filma med kokilo in gredico in končno rezultat vseh faktorjev pri različnih livnih hitrostih. V okviru večletnega projekta o možnostih uvedbe tehnologije za pospešeno strjevanje konti gredice v sami kokili (FAST-tehnologije) je skupina raziskovalcev CSM Rim pod vodstvom A. Spaccarotella izdelala novo tehnologijo z dodatkom kovinskega prahu v kokilo, kar naj izboljša produktivnost postopka in kvaliteto gredice. Raziskave so obsegale poglobitev teoretičnih principov, ki regulirajo sistem in izvedbo poskusov v laboratorijskem ter polindustrijskem obsegu. Izgotovljeni modeli so potrdili predloge za izvedbo industrijskega sistema. Način dodatka kovinskega prahu je bil izveden na samem konti stroju z odprtim in potopljenim izliv-kom. Pri litju brez zaščite je bila uporabljena velika livna hitrost za dosego večje produktivnosti, pri čemer je imel konti proizvod močne centralne izceje. Dodatek v opisanem smislu okrog 10 kg zrnatega materiala/t jekla pri gredicah 140x140 mm in kapaciteti stroja 180 ton v jeklarni Terni je vplival na znatno izboljšanje grobe kristalizacije v gredici. Trenutno uvajajo FAST-tehnologijo za litje gredic na osmih konti strojih. Dodatek prahu skozi potopljeni izlivek, ki se nahaja na zamašnem drogu v vmesni ponovci, je bil preizkušen pri litju bram, velikosti 260 x 1065 mm, v jeklarni Terni. Dokazane so določene pozitivne in negativne strani nove tehnologije: večkrat pride do zamrznitve odprtine v zamašnem drogu zaradi dinamike strujanja, kot tudi zaradi prekomerne termične obremenitve nastale sintrane tvorbe praška. Te napake se zmanjšajo z uvedbo hladilne naprave z varovalnim plinom v notranjem kanalu za-mašnega droga. Zaradi določenih obratovalnih težav se ta način dodatka prahu v industriji ni obnesel. Avtorji so prepričani, da bo to tehnologijo možno uporabiti šele z uvedbo novih keramičnih ognjevarnih materialov. V programu skupnih raziskav iz uvodoma navedenega področja je bilo tudi obširno raziskovalno delo o vplivu ognjevame ponovčne obloge na količino in kvaliteto vključkov v jeklu, pri čemer je bila uporabljena delno šamotna, delno dolomitna ponovca. Talino, kvalitete CK 35, teže 80 ton, izlite iz 180 t nagibne SM peči, dezoksidirane s 4 kg FeSi/t določeno količino SiMn in dodatkom 0,25 kg Al/t, so v ponovci prepihali z dušikom 2 do 3 minute in nato odplinili po RH postopku. Na osnovi analize jekla, žlinder iz peči, ponovce, po vakuumiranju, analize kisika s Celovsondo, metalograf-skih raziskav, makro in mikro vključkov so ugotovili: — v šamotni ponvi so žlindre z višjo bazičnostjo kot v dolomitni, v talini je po degazaciji znatno večja aktivnost kisika v šamotni kot v dolomitni ponvi, — količina skupnega kisika v vzorcih iz glave in noge ingota v glavnem ni odvisna od kvalitete uporabljene opeke, — makro vključki so večji v nogi kot v glavi pri obeh uporabljenih kvalitetah opeke, veliki oksidni makro vključki so v glavnem globulitni aluminati, — skupno žlindrno število je v nogi ingotov znatno večje pri šamotni ponvi, večje vključke (> 100|j.m) zasledimo pri uporabi dolomitne ponve, v vključkih je znatno več Si02 pri šamotni ponvi, več A1:0, pri dolomitni ponvi. S področja izdelave jekla za konti litje gredic z novo tehnologijo vpihovanja CaSi v jekleno talino v ponvi so bile sistematične večletne raziskave izvedene v polindustrijskem in industrijskem merilu (nosilec dr. V. Pre-šern), preizkušene in uvedene kot stalna obratovalna praksa v jeklarnah Jesenice, Štore, delno Ravne ob uporabi vpihovalnih naprav, konstruiranih v Inženiring Bled. Glavni cilj raziskovalnega projekta je bil v študira-nju in preiskavah vpliva prašnatega CaSi, ki se ga vpi-huje v tekočo talino v ponvi na kinetiko odstranjevanja S, izvedbo dezoksidacije, livnosti, modifikacije vključkov in kot rezultat v ugotovitvi izboljšave nekaterih mehanskih lastnosti jekel. Glavni zaključki raziskav in preiskav kažejo naslednje: — sistem in nova naprava delujejo učinkovito, obdelava taline je mirna ob nizki porabi argona (<0,5 NmVmin), — odstranjevanje žvepla in dezoksidacija sta odvisni od količine vpihanega CaSi (pri 2 kg CaSi/t okrog 50 do 70 % AS), — padec temperature v talini med obdelavo znaša največ 25 °C, — zamrznitev ponovčnega izlivka med litjem Al pomirjenih jekel je popolnoma odpravljena pri dodatku zadostne količine CaSi, — pojavlja se modifikacija vključkov, od čistih Al:Oj do kompleksnih globularnih CaO,—A1:0, z CaS vencem, — zaradi nizkega žvepla je talina čistejša, modificirani vključki predstavljajo ugodnejšo sestavo in obliko, — mehanske lastnosti so znatno boljše in zmanjšana je anizotropija. Menim, daje triletno sodelovanje nudilo jeklarjem, ki se ukvarjajo s problemi konti litja gredic in bram, zelo obsežen in koristen material. Iz njega moremo ugotoviti važnost in občutljivost nove konti tehnologije, spoznati, da nujno nastopajo problemi, ki jih moramo študirati in odpraviti, ugotoviti, kje lahko uporabimo obratovalne kompromise v pogledu dobljenih kvalitetnih rezultatov odlite brame ali gredice; skratka, nova tehnologija litja sama po sebi ne nudi pričakovanih prednosti, kot jih tako radi predvidevamo pri investicijskih odločitvah. O smiselnosti navedenega sodelovanja morajo zato odločati jeklarji, raziskovalci in tehnologi ter operativci, in iz vidika prisvajanja pogojev za čimbolj učinkovito splošno uporabo te livne tehnologije presojati o nuj- nosti vsebine raziskovalne dejavnosti s tega področja. Čeprav obstajajo več ali manj upravičene želje predstavnikov jugoslovanskih inštitutov, da bi bilo potrebno za bodoče sodelovanje izbrati področje predelave, je prav gotovo, da je na področju litja in strjevanja kontinuirno ulitih jeklenih polproizvodov še mnogo nedorečenega. Potrebujemo še ogromno važnih teoretičnih in praktičnih raziskav, da bomo mogli trditi, da smo popolnoma osvojili industrijsko prakso konti litja, predvsem bram. Bo pa nujno navezati nove stike z drugo komisijo, ki v raziskovalnem centru EGS obdeluje vprašanje predelave. V nadaljevanju triletnih raziskav na projektu »Litje in strjevanje konti ulitih gredic in bram« so vključeni od EGS naslednji inštituti: — Hoesch Hiittenvverke AG, Dortmund (Dr. R. Scheel) — VDEh Dusseldorf (G. R. Steffen), — TU Clausthal (prof. dr. K. Schwerdtfeger), — British Steel Corp., Grangetown (dr. R. J. Gray), — National Physical Lab., Teddington (dr. K. Mills). in jugoslovanski inštituti: — Inštitut za metalurgijo Sisak (dr. J. Krajcar), — Metalurški inštitut »H. B.« Zenica (dipl. ing. S. Tarabar), — Teh. metal, fakulteta Beograd (prof. dr. T. Ne-deljkovičj, — SZ-Metalurški inštitut Ljubljana (dr. F. Vodopivec). Železarna Hoesch bo prezentirala raziskovalne dosežke iz tematike »Vpliv sestavne žlindre na procese v livnih praških pri konti litju«. Dosedanje raziskave na tem področju temeljijo na merjenju temperature taljenja in viskoznosti sintetičnih praškov, ki odgovarjajo splošnim kemičnim sestavam praškov. Ugotovili so, da Na:0 zelo znižuje temperaturo taljenja, CaF2 bistveno ne vpliva niti na temperaturo niti na viskoznost, da vpliva špranja med slojem razta-ljenega prahu in prahu v trdnem stanju ob steni kristali-zatorja zelo občutno na rezultate meritev. Laboratorijskih meritev ni mogoče izvesti na slojih pod 2 mm, kot se formirajo pri konti litju, zato so računali z ekstrapo-lacijskimi vrednostmi. Toplotna prevodnost je n. pr. pri zraku 40 W/cnr, pri prašku pa 200 W/cm:. VSC je tolmačila rezultate raziskav pri tematiki »Delovanje livnega prahu pri konti litju«, v katerih je glavni cilj raziskave mehanizma prodora, za katerega je vzrok lepljenje trdne skorje na steno kristalizatorja. Nadaljnji cilji so v poboljšanju kvalitete površine in znižanju stroškov z izboljšanjem delovanja livnega prahu. V ta namen so uvedli za konti litje kompjuter, ki bo v določenem času snemal podatke o kemični analizi livnega praška, o položaju zamašnega droga v vmesnem koritu, o nivoju jekla v kristalizatorju, količini in temperaturi vode v kristalizatorju, globini potopljenega izlivka, številu in amplitudi oscilacije kristalizatorja, debelini sloja livnega prahu, kar omogoča, da se na osnovi modela kontrolira in vodi postopek konti litja. Modeli temeljijo na količini porabljenega livnega praška v kg/t v odvisnosti od viskoznosti in livne hitrosti. Poseben študij bo namenjen vzrokom za prodor taline (ob koriščenju japonskih izkušenj). V TU Clausthal raziskujejo izdelavo in uporabo aparature za merjenje prenosa toplote skozi sloj livnega prahu. Hrapavost površine trdne skorje more občutno vplivati na medfazni prenos toplote v točkah dotika površine sloja in bakrene stene kristalizatorjev. V NPL so doslej izvedli obširne raziskave vpliva sestave prahu na toplotno prevodnost s pomočjo impulzne laserske metode, za kar so razvili posebne vzorce. Čeprav je toplotna difuzija pri 12 praških enaka, je mehanizem prenosa toplote za različne praške zelo različen. Tudi vpliv viskoznosti na obnašanje praška pri litju je različen in bo treba še mnogo nadaljnjih raziskav s konkretnejšimi rezultati. Inštitut za metalurgijo Sisak je v okviru jugoslovanskih metalurških inštitutov prav gotovo največ raziskoval pogoje litja v odvisnosti od kvalitete praškov in veliko prispeval k uporabnim tolmačenjem vplivov posameznih komponent in lastnosti praškov na potek konti litja gredice. Njegove raziskave so usmerjene na nadaljnji razvoj in prisvojitev metod za kompleksne preiskave livnih praškov. V Inštitutu H. B. v Zenici usmerjajo raziskave na »vpliv sestave jekla in livnosti ob upoštevanju delovanja livnega praška na površino, makro in mikro strukturo konti litih gredic in slabov«. Na Tehnološki fakulteti Beograd in raziskovalnem centru železarne Smederevo bodo v okviru »študije vpliva sestave jekla in livnih parametrov na kvaliteto primarne strukture konti litih slabov« posvetili določen cilj meritvam nabreklosti slabov zaradi neustreznega projekta kristalizatorjev, kar ima za posledico višino nabreklosti do 3 mm, v neugodnih obratovalnih razmerah pa celo do 6,5 mm. Ta nabreklost je posledica centralne makrosegregacije, spremljane z obsežno nesimetričnost-jo vzdolž osi. Treba bo dati več poudarka metodi kvantifikacije teh pojavov. Glavne programske točke raziskav na SŽ-MI na temo »Preiskava vpliva Al in N na livno strukturo in primarno plastičnost konti litih gredic« so obsežene v raziskavah nižje plastičnosti, če se gredica direktno valja, kot če jo valjajo po y—a—y transformaciji. Raziskave naj pojasnijo vlogo Al in N v nastanku krhkega loma v rdečem stanju. Dodatno študijo »Vpliv livnih parametrov in kvalitete praška na površino konti lite gredice« bo SŽ-MI prezentiral, če bodo rezultati predstavljali prispevek h kvalitetnemu izboljšanju gredic kot funkcija kvalitete prahov in livnih pogojev. Iz navedene vsebine sledi, da je bodoče triletno obojestransko raziskovanje usmerjeno v področje podrobne analize, metode raziskav in tolmačenje fizikalnih funkcij livnih praškov, ki jih uporabljamo v oscilirajoči konti kokili. Gre torej za področje, ki je v svetovnem merilu doslej zelo skromno in nepopolno obdelano. Na drugi strani pa je navedena problematika poleg hlajenja najobčutljivejša za proces konti litja in kvaliteto odlitega jeklenega polproizvoda. Študiranje dosedanjih razpoložljivih materialov, prisvajanje teoretičnih in praktičnih nasvetov nam bo v praktičnem pogledu konti litja gredic, predvsem pa slabov, v veliko pomoč, tako v pogledu obratovalnih parametrov, kot tudi usmerjanja potrebnih raziskav. Odgovorni urednik: Jože Arh, dipl. inž. — Članitdr. Jože Rodič, dipl. inž., Franc Mlakar, dipl. inž., dr. Aleksander Kveder, dipl. inž., dr. Ferdo Grešovnik, Darko Bradaškja, tehnični urednik, prof. Regina Razinger, lektor Oproščeno plačila prometnega davka na podlagi mnenja Izvršnega sveta SRS — sekretariat za informacije št. 421-1/172 od 23. 1. 1974 Naslov uredništva: SŽ Železarna Jesenice, 64270 Jesenice, C. železarjev 8, tel. št. 064/81-341, int. 2619 — Tisk: TK Gorenjski tisk, Kranj VSEBINA UDK: 669.162:622.341.15-185 ASM/SLA: B16a Metalurgija — železarstvo G. Todorovič, J. Lamut. B. Dobovišek. L. Šketa, M. Tolar Izdelava sintra z dodatkom Ijubijskega siderita in njegov razpad pri nizkih temperaturah Železarski zbornik 20(1986) 2 s 19-22 Na laboratorijski napravi za sintranje smo izdelali bazičen sin-ter iz perujskega magnetita. Ijubijskega limonita in siderita ter dodatkov. Siderit in koks smo drobili na granulacijo pod 3 mm. ker so dosedanje raziskave pokazale, da granulacija siderita močno vpliva na razpad sintra. V mešanici za sintranje smo zviševali vsebnost siderita od 3,3 do 33,3 %. Po končanem procesu sintranja smo določili trdnost in termostabilnost sintrov. Trdnostni poskusi kažejo, da je največjo trdnost imel sinter. ki je izdelan z največjim odstotkom siderita v mešanici za sintranje, vendar se rezultati bistveno ne razlikujejo. Termostabilnost sintrov smo določili v modificirani Lin-derjevi napravi po ISO standardu pri temperaturi 700°C. Rezultati poskusov kažejo, da ni velikih razlik med termostabilnostmi sintrov, kar pomeni, da vsebnost siderita v mešanici za sintranje bistveno ne vpliva na metalurške lastnosti sintrov. ampak le njegova granulometrijska sestava. Avtorski izvleček UDK: 669.184.244.66: ASM/SLA: DIOa, D3 Metalurgija — LD postopek — odstranjevanje žvepla Ice B. Risteski Odstranjevanje žvepla s konvertiranjem grodlja pri LD postopku Železarski zbornik 20 (1986) 2 s 23-27 V članku je predstavljen proces odžveplanja jekla v konvertorju na osnovi pasivnega eksperimenta s pomočjo korelacijsko-regresij-ske analize. Za doseganje boljšega odžveplanja jekla v LD-konver-torju je potrebno izboljšati kvaliteto apna, predvsem njegovo reaktivnost. Avtorski izvleček UDK: 669.187.3:669-154.9 ASM/SLA: D8n. D8p Metalurgija — proizvodnja železa in jekla — postopki s tekočo kovino — ostali postopki J. Rodič. W. Holzgruber. M. Švajger. J. Šegel Današnja stopnja razvoja električnega pretaljevanja pod žlindro. Nove proizvodne možnosti in tehnološki razvoj Železarski zbornik 20(1986) 2 s 29-38 V članku je podan razvoj EPŽ naprav od prvih začetkov, ko so uporabljali stabilne dolge kristalizatorje in eno porabno elektrodo do danes, ko obratujejo EPŽ naprave s kratkimi drsnimi kristaliza-torji, s tehniko menjave elektrod, s spuščajočim dnom in regulacijo potopitve elektrode. Uvedba drsnih kontaktov in računalniško podprtega vodenja EPŽ procesa je znatno znižala specifično porabo električne energije na eni strani in izboljšala enakomernost kvalitete na drugi strani. Na ekonomičnost EPŽ procesaima ugoden vpliv tudi razvoj tehnologije pretaljevanja dolgih EPŽ ingotov in uporabo elektrod različnega izvora. Vzporedno je bilo potrebno razviti korekturo sestave žlindre in jekla med pretaljevanjem ingotov dolžine 6 m. Avtorski izvleček -- INHALT UDK: 669.184.66 ASM/SLA: DIOa. D3 Melallurgie — LD Verfahren — Entschvvefelung Ice B. Risleski Entschvvefelung bei der Erzeugung von Stahl im LD Verfahren Železarski zbornik 20(1986) 2 S 23-27 Im Arlikel ist der Prozess der Entschvvefelung von Stahl im Konverter auf Grund des passiven Experimentes mit Hilfe der Kor-relations-Regressionsanalyse dargestellt. Um eine bessere Entschvvefelung im LD-Konverter zu erreichen ist notig die Qualiliit von Kalk zu verbessern, vor allem die Reaktivitat. Auszug des Autors UDK: 669.162:622.341.15-185 ASM/SLA: B16a Melallurgie — Hiitlenvvesen G. Todorovič. J. Lamut. B. Dobovišek. L. Šketa, M. Tolar Erzeugung von Sinter mit der Zugabe von Siderit Ljubija und dessen Zerfall bei tiefen Temperaturen Železarski zbornik 20(1986)2 S 19—22 An einer laboratorischen Sinteranlage ist bassischer Sinter aus Peruanischem Magnetit, Ljubija Limonit und Siderit und der Zu-satze. erzeugt vvorden. Zu diesem Zweck sind Siderit und Kocks un-ter 3 mm Zerkleinert vvorden, da die bisherigen Untersuchungen ergeben haben, dass die Sideritkorngrosse den Zerfall von Sinter stark beeinflusst. In der Sintermischung ist der Sideritgehalt von 3.3 bis 33,3 % erhdht vvorden. Nach dem Sintern sind die Festigkeit und Thermostabilitat von Sinter bestimmt vvorden. Die hochste Festigkeit besass Sinter erzeugt mit dem grdssten Sideritanleil in der Sintermischung, jedoch sind vvesentliche Unterschiede in der Festigkeit nicht festzustellen. Die Thermostabilitat von Sinter ist in einer modifizierten Sinderschen Anlage nach ISO Normen. bei der Temperatur von 700°C. bestimmt vvorden. Die Ergebnisse zeigen, dass in der Thermostabilitat von Sinter keine grosseren Unterschiede bestehen. Daraus geht hervor, dass der Sideritgehalt in der Sintermischung die metallurgischen Eigenschaften von Sinter nicht vvesentlich beeinflusst, sondern nur dessen Korngrossenzusammen-setzung. Auszug des Autors UDK: 669.187.3:669-154.9 ASM/SLA: D8n. D8p Melallurgie — Stahlerzeugung — Sonderverfahren-iibrige Verfahren J. Rodifi, W. Holzgruber, M. Švajger Heutiger Stand der Entwicklung des Eiektro-Schlacke — Um-schmelz-Verfahrens. Neue Produktionsmoglichkeiten und die techno-logische Entwicklung Železarski zbornik 20(1986) 2 S 29—38 Im Artikel vvird eine Ubersicht iiber die Entvvicklung der ESU Anlagen gegeben. von den erslen Anfangen, als noch slabile lange Kristallisatoren mit einer Verbrauchselektrode angewendet wur-den, bis heute als die ESU Anlagen mil kurzen Gleitkristallisato-ren. mit der Elektrodenvvechsellechnik. mit niederfahrendem Bo-den, und elektronischer Regelung der Eintauchtiefe von Elektroden betrieben vverden. Durch die Einfiihrung der Hochstromschleifkontakte und die rechnerische Steuerung des ESU Prozesses ist einerseits der spezi-fische Verbrauch an elektrischer Energie vvesentlich herabgesetzt vvorden. anderseits hat sich die Gleichmassigkeit der Qualitat ver-besserl. Zu der VVirischaftlichkeit des ESU Prozesses hat auch die Entvvicklung der Technologie der Umschmelzung von langen ESU Ingots und die Anvvendung von Elektroden verschiedenen Urs-prunges beigetragen. Parallel zu dieser Entvvicklung vvar es notig die Korrektur der Schlacken und der Stahlzusamrnensetzung vva-hrend der Umschmelzung 6 m langer Ingots zu Entvvickeln. Auszug des Autors