YU ISSN 0372-8633 ZELEZARSKI Z B O R N VSEBINA Koroušič Blaženko, F. Tehovnik — Metalurški inštitut Ljubljana, H. Ploštajner — Železarna Štore, A. Š t e b I a j — Železarna Jesenice KONTROLA KISIKA IN ALUMINIJA S KISIKOVO SONDO V KOMBINACIJI Z NAPRAVO ZA STRELJANJE Al ŽICE d- DEL) Smajič Nijaz, B. Arh — Metalurški inštitut Ljubljana, J. Arh — Železarna Jesenice ODFOSFORENJE V ELEKTROOBLOČNI PEČI Vodopivec Franc, M. Kmetič.J. Žvokelj — Metalurški inštitut Ljubljana, M. Gabrovšek — Železarna Jesenice POSKUS SIMULACIJE KONTROLIRANEGA VALJANJA TANKE PLOČEVINE NA REVERZIRNEM KVARTO STROJU Gnamuš Janko — Železarna Ravne PLANETARNA VALJARNA IN RAZVOJ DELOVNIH VALJEV Uranc Franc — Železarna Ravne VPLIV TOPLOTNE OBDELAVE NA ODPORNOST IZVIJA- ČEV PROTI UPOGIBU IN ZVOJU TEHNIČNE NOVICE Legat Franc '- JEKLA ZA VERIGE Legat Franc - JEKLO ZA SIDRNE VERIGE VIŠJIH KVALITET Bezlaj Dragica - POMEMBEN DOSEŽEK ŽELE-ZARJEV - ČISTEJŠI ZRAK NA JESENICAH OSEBNE VESTI Stran 85 91 97 107 111 115 119 123 129 LETO 23 ŠT. 3 — 1989 ŽEZB BQ 23 (3) 85-132 (1989) IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT ŽELEZARSKI ZBORNIK Izdajajo skupno Železarne Jesenice, Ravne, Štore in Metalurški inštitut Ljubljana UREDNIŠTVO Glavni in odgovorni urednik: J. Arh Uredniški odbor: A. Kveder, J. Rodič, A. Paulin, F. Grešovnik, F. Mlakar, K. Kuzman, J. Jamar Tehnični urednik: J. Jamar Lektor: R. Razinger Prevodi: A. Paulin, N. Smajič (angleški jezik), J. Arh (nemški jezik), P. Berger (ruski jezik) NASLOV UREDNIŠTVA: Železarski zbornik, SŽ-Železarna Jesenice, 64270 Jesenice, Yugoslavia TISK: TK Gorenjski tisk, Kranj IZDAJATELJSKI SVET: prof. dr. M. Gabrovšek (predsednik), Železarna Jesenice dr. B. Brudar, Iskra, Kranj prof. dr. V. Čižman, Univerza v Ljubljani prof. dr. D. Drobnjak, Univerza v Beogradu prof. dr. B. Koroušič, Metalurški inštitut Ljubljana prof. dr. L. Kosec, Univerza v Ljubljani prof. dr. J. Krajcar, Metalurški inštitut Sisak prof. dr. A. Križman, Univerza v Mariboru dr. K. Kuzman, Univerza v Ljubljani dr. A. Kveder, Metalurški inštitut v Ljubljani prof. dr. A. Paulin, Univerza v Ljubljani prof. dr. Z. Pašalič, Železarna Zenica prof. dr. C. Pelhan, Univerza v Ljubljani prof. dr. V. Prosenc, Univerza v Ljubljani prof. dr. B. Sicherl, Univerza v Ljubljani dr. N. Smajič, Metalurški inštitut v Ljubljani prof. dr. J. Sušnik, Zdravstveni dom Ravne dr. L. Vehovar, Metalurški inštitut Ljubljana prof. dr. F. Vodopivec, Metalurški inštitut Ljubljana Published jointly by the Jesenice, Ravne and Štore Steelvvorks, and The Institute of Metallurgy Ljubljana EDITORIAL STAFF Editor: J. Arh Associate Editors: A. Kveder, J. Rodič, A. Paulin, F. Grešovnik, F. Mlakar, K. Kuzman, J. Jamar Production editor: J. Jamar Lector: R Razinger Translations: A. Paulin, N. Smajič (English), J. Arh (German), P. Berger (Russian) EDITORIAL ADDRESS: Železarski zbornik, SŽ-Železarna Jesenice, 64270 Jesenice, Yugoslavia PRINT: TK Gorenjski tisk, Kranj EDITORIAL ADVISORY BOARD: prof. dr. M. Gabrovšek (Chairman), Iron and Steel Works, Jesenice Dr. B. Brudar, Iskra, Kranj Prof. Dr. V. Čižman, University of Ljubljana Prof. Dr. D. Drobnjak, University of Belgrade Prof. Dr. B. Koroušič, Institute of Metallurgy, Ljubljana Prof. Dr. L. Kosec, University of Ljubljana Prof. Dr. J. Krajcar, Institute of Metallurgy, Sisak Prof. Dr. A. Križman, University of Maribor Dr. K. Kuzman, University of Ljubljana Dr. A. Kveder, Institute of Metallurgy, Ljubljana Prof. Dr. A. Paulin, University of Ljubljana Prof. Dr. Z. Pašalič, Iron and Steel Works, Zenica Prof. Dr. C. Pelhan, University of Ljubljana Prof. Dr. V. Prosenc, University of Ljubljana Prof. Dr. B. Sicherl, University of Ljubljana Dr. N. Smajič, Institute of Metallurgy, Ljubljana Prof. Dr. J. Sušnik, Health Centre, Ravne Dr. L. Vehovar, Institute of Metallurgy, Ljubljana Prof. Dr. F. Vodopivec, Institute of Metallurgy, Ljubljana Oproščeno plačila prometnega davka na podlagi mnenja Izvršnega sveta SRS — sekretariat za informacije št. 421-1/172 do 23. 1. 1974 H229280 ZELEZARSKI ZBORNIK IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 23 LJUBLJANA SEPTEMBER 1989 Vsebina Stran B. Koroušič, H. Ploštajner, A. šteblaj, F. Tehovnik Kontrola kisika in aluminija s kisikovo sondo v kombinaciji z napravo za streljanje Al žice (I. del) 85 UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA: S11r, EGq, Al, D11r, 1-53, U4k N, Smajič, B. Arh, J. Arh Odfosforenje v elektro-obločni peči 91 UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA:D11n,EGj42, D5d F. Vodopivec, M. Gabro-všek, M. Kmetic, J. Žvokelj Poskus simulacije kontroliranega valjanja tanke pločevine na reverzirnem kvarto stroju 97 UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4-53, W23c, 10-52 J. Gnamuš Planetarna valjarna in razvoj delovnih valjev 107 UDK: 621.771.064:621.771. 073.002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J F. Uranc Vpliv toplotne obdelave na odpornost izvijačev proti upogibu in zvoju 111 UDK: 620.17:621.785:669.14. 018.29 ASM/SLA: Q1, Q5, AY, T6p, 2-64 Tehnične novice Osebne vesti 115 129 Inhalt Seite B. Koroušič, H. Ploštajner, A. Šteblaj, F. Tehovnik Kontrolle von Sauerstoff und Aluminium mit der Sauerstoffmesssonde im Zusammenhang mit der Anlage zur Injektion von Al Draht (I.) 85 UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA: S11r, BGq, Al, D11r, 1-53, U4k N. Smajič, B. Arh, J. Arh Die Entphosphorung im Lichtbogenofen 91 UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA: D11n, EGj42, D5d F. Vodopivec, M. Gabro-všek, M. Kmetič, J. Žvokelj Ein Versuch der Simulie-rung von kontroliertem VValzen von Feinblech an einem Reversierquartoge-riist 97 UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4—53, W23c, 10—52 J. Gnamuš Planetenwalzwerk und die Entwicklung der Arbeits-walzen 107 UDK: 621.771.064:621.771.073. 002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J F. Uranc Einfluss der VVarmebe-handlung auf die VVieder-standsfahigkeit gegen Bie-gung und Torsion 111 UDK: 620.17:621.785:669.14. 018.29 ASM/SLA: Q1, Q5, AY, T6p, 2-64 Technische Nachrichten 115 Persdniiche Nachrichten 129 Contents Page B. Koroušič, H. Ploštajner, A. Šteblaj, F. Tehovnik Control of Oxygen and Aluminium with Oxygen Probe in Combination with the Equipment for Shooting Al Wire into Melt (I.) 85 UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA: S11r, BGq, Al, D11r, 1-53, U4k N. Smajič, B. Arh, J. Arh Dephosphorisation in Electric Are Furnace 91 UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA: D11n, EGj42, D5d F. Vodopivec, M. Gabro-všek, M. Kmetič, J. Žvokelj Trial to Simulate Controlled Rolling of Thin Sheet on Reversing Four-High Mili 97 UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4—53, W23c, 10-52 J. Gnamuš Pianetary Mili and Development of VVorking Rolls 107 UDK: 621.771.064:621.771.073. 002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J F. Uranc Influence of Heat Treatment on the Bend and Twist Resistance of Screw-drivers 111 UDK: 620.17:621.785:669.14. 018.29 ASM/SLA: Q1, Q5, AY, T6p, 2-64 Technical Nevvs Personal Nevvs 115 129 CoAepmaHHe CipaHMLia B. Koroušič, H. Ploštajner, A. Šteblaj, F. Tehovnik KOHTpOJlb KHCflOpOfla H aJItOMHHHfl C HMcropofl-HblM 30HA0M B KOM6HHa-UHH c npMcnocoSreHMeM fl/iH CTpeiibtfbi c npoBOno-KMH M3 aiHOMHHHR. (I.) 85 UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA: S11r, BGq, Al, D11r, 1-53, U4k N. Smajič, B. Arh, J. Arh JQe$oc$opH3auHR b flyro-bom 3/ieKTponenM. 91 UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA: D11n, EGj42, D5d F. Vodopivec, M. Gabro-všek, M. Kmetič, J. Žvokelj McnbiTaHHe cnMynmjMn KOHTpojiHpyeMoro npona-TbiBaHMfl CTaiiH Ha peBep-CMBHOH KJ1CTH KBSpTO. 97 UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4-53 W23c, 10-52 J. Gnamuš nnaHeTapHbifi CTaH h pa3-BMTMe pa6oMHx BanKOB. 107 UDK: 621.771.064:621.771.073.00-2.2 ASM/SLA: W23c, W23k F22, J F. Uranc BjIHHHHe TepMHMeCKOM o6pa6oTKM Ha CTOttKOCTb OTBepTOK B OTHOUjeHHH Ha HanpameHHe H3rn6a m CKpyMHBaHHH. 111 UDK: 620.17:621.785:669.14. 018.29 ASM/SLA: Q1, Q5, AY, T6p, 2-64 texhhmeckhe hoboctm 115 /lMMHbie cBefleHHB 129 Oh <-> i Sli > , V ■ ^ t '' T ZELEZARSKI ZBORNIK IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 23 LJUBLJANA SEPTEMBER 1989 Kontrola kisika in aluminija s ki s i ko vo sondo v kombinaciji z napravo za streljanje Al žice (1. del) B. Koroušic'1, H. Ploštajner*2, A. Šteblaj*3, F. UDK: 543.5.:669.046.55 Tehovnik"1 ASM/SLA: S11r, EGq, Al, D11r, 1—53, U4k Opisano je trenutno stanje merilne tehnike za direktno določevanje aktivnega kisika v slovenskih železarnah. Metoda kisikove sonde se danes uporablja kot rutinska tehnika, ki je postala še bolj aktualna z uvedbo ponov-čne metalurgije v sodobne jekiarne. Opisane so standardne komercialno izdelane sonde, firme FERROTRON in ELECTRONITE, in poudarjene njihove osnovne značilnosti. Izpeljana je matematična odvisnost med aktivnostjo kisika, temperaturo taline in vsebnostjo topnega aluminija v talini ter izvršena primerjava s praktičnimi rezultati merjenja s sondami FOX v železarni Štore. V zadnjih 10 letih so jeklarji dokončno spoznali, da je ena od ključnih nalog ponovčne metalurgije natančna kontrola dezoksidacije jekla. Čim bolj se zaostrujejo zahteve po višji kvaliteti jekla (čisto jeklo) ob istočasnem znižanju proizvodnih stroškov, tem bolj postaja aktualno vprašanje natančne nastavitve načrtovane vsebnosti aluminija v tekočem jeklu1. Direktno merjenje aktivnosti kisika v talini s komercialnimi sondami je danes rutinsko opravilo, ki skupaj s sodobnimi metodami dodajanja (streljanja) Al in drugih dodajnih materialov predstavlja novo tehnologijo v sodobnih jeklarnah. Oprema za uspešno izvajanje direktnega merjenja kisika in hitro določevanje aluminija v tekočem jeklu V številnih publikacijah v strokovni literaturi, kakor tudi nekaterih prispevkih avtorja in sodelavcev, je natančno opisana metoda merjenja kisika s komercialnimi sondami. Želeli bi pokazati nekatere značilnosti uporabe kisi-kovih sond v slovenskih železarnah in poudariti bistvene značilnosti današnjega stanja. — Blaženko Koroušic, dr. mag., dipl. ing. met., Franc Tehovnik, dipl. ing. met., Metalurški inštitut, Lepi pot 11, 61000 Ljubljana *2 — Hinko Ploštajner, dipl. ing. met., Železarna Štore, Štore *3 — Anton Šteblaj, dipl. ing. met., Železarna Jesenice, 64270 Jesenice Originalno publicirano: ŽZB 23, 1989, 3 * * * Rokopis prejet: 1989-05-05 Železarna Jesenice: Prvo komercialno sondo tipa FOX je nabavila Železarna Jesenice že leta 1979 od firme Keller (Zahodna Nemčija). Kisikova sonda je bila zgrajena po sodobnem konceptu: standardna elektroda: Cr/Cr203 Mo-elektronski vodnik digitalna obdelava signalov: T, E, a0 S to sondo so bile izvršene številne meritve zlasti pri izdelavi avtomatnih jekel ter drugih nizko legiranih jekel in se še danes uspešno uporablja, zlasti v raziskovalne namene. V letu 1986 je nabavljena nova kisikova sonda tipa CELOX, firme Elektro-nite. To je sodobna izvedba sonde, ki uporablja t. i. Celox-sonde, kar pomeni, da ima kot referenčno elektrodo — Cr/Cr203, Fe — je elektronski vodnik, digitalna obdelava signalov: T, E, a0 Merilna naprava ima vgrajen algoritem za direktno preračunavanje aktivnosti kisika v vsebnost topnega aluminija Sonda je inštalirana v stari jeklarni in je namenjena predvsem za hitro določevanje vsebnosti Al v jeklih, ki se odlivajo na konti-napravi. Železarna Ravne: Za potrebe občasnih meritev pri uvajanju novih kvalitet in iskanju vzrokov za motnje pri izvajanju tehnologije uporablja železarna Ravne starejšo izvedbo kisikove sonde tipa FOX-FTO3, firme Ferrotron. Karakteristike sonde so: referenčna elektroda: Cr/Cr203 elektronski vodnik: C + Al203 digitalna obdelava signalov: T, E, a0 Železarna Štore: V letu 1986 je nabavljena nova, najmodernejša izvedba kisikove sonde tipa FOX-FT05, firme Ferrotron. Sonda ima vgrajen manjši računalnik, ki omogoča editiranje osnovnih enačb, kar močno razširja njeno uporabo. Karakteristike sonde so: referenčna elektroda: Cr/Cr203 elektronski vodnik: C + Al203 digitalna obdelava signalov: T, E, a0 Zaradi 4-kanalne izvedbe sonda omogoča uporabo različnih tipov sond (FOX, CELOX, POLDI). Metalurški inštitut — Ljubljana: V letu 1983 je bila nabavljena kisikova sonda tipa FOX-FT03 z vgrajenim algoritmom za preračunavanje Al. Vse druge karakteristike so identične, kot pri sondi v železarni Ravne. Principi merjenja aktivnega kisika — karakteristike komercialnih sond V Evropi sta danes dejansko le dva proizvajalca komercialnih kisikovih sond in opreme: 1. Ferrotron (Zahodna Nemčija) 2. Electronite (Belgija) Bistvene razlike med obema sondama ni, toda obstajajo nekatere karakteristike sond, ki otežkočajo substitucijo sond. (Uporaba merilnih glav enega proizvajalca z merilnim sistemomdrugega proizvajalca). Oglejmo si osnovne karakteristike obeh merilnih sistemov: FERROTRON (FOX-SONDA) Princip merjenja s FOX-sondo je razviden s slike 1. Osnovna merilna celica je. i--1 Pt/Cr - Cr203/Stab ■ Zr02/jeklo - (Al203 + C) I- I-EMN- Ker istočasno z merjenjem kisika izvršimo tudi merjenje temperature, na pr. s Pt-PtRh 10. nastane merilna celica, ki jo vidimo na spodnjem delu slike 1. ELECTRONITE (CELOX-SONDA) Po svoji konstrukcijski izvedbi je sonda CELOX zgrajena na podoben način kot FOX sonda. Bistvena razlika pa je v načinu vezave kisikove celice in termoelementa. CEL0X - SONDA FERROTRON- SONDA Nosilec za kontakte Visokotemp cement Keramična zaščita Kvarčna cevka-termoelement Bakreni vodnik Nosilna papirna cev Fe. ^^ Pt Rh10-Pt A12O3+C r\ Cr-Cr203 Zr02(MgO) Slika 1. Princip merjenja aktivnega kisika v tekočem jeklu s sondo FOX (FERROTRON), Zah. Nemčija) Fig. 1 Principle of measuring active oxygen in molten steel with probe FOX (FERROTRON), West Germany Pt Rh 10-Pt Cr-Cr203 Zr02 (MgO Slika 2. Princip merjenja aktivnega kisika v tekočem jeklu s sondo CELO/ (Electronite. Belgija) Fig. 2 Principle of measuring active oxygen in molten steel with probe CELOX (Electronite, Belgium) Peščeno telo Kovinski pokrov Zaščita Trdni elektrolit Kontaktni vodnik Papirni pokrov AI2O3- zaščita Kvarčna cev kot zaščitna cev za termoelement Podlaga' iz AI2O3 EMK-vodnik Kompenzacijski vodnik Cev iz papirja Osnovna merilna celica je: --1 Pt/Cr - Cr203/Stab ■ Zr02/jeklo - Fe |- -EMN- Tudi termopari so v glavnem enaki kot pri sondi FOX, na pr. standardna izvedba Pt-PtRh10. Toda razlika nastane v načinu vezave merilne celice kisika in termoelemen-ta, kot je to razvidno s slike 2 Da bi ponazorili razliko med obema sistemoma, smo izvršili primerjavo vpliva aktivnega kisika v talini na EMN pri konstantni temperaturi. Iz teh podatkov sledi zaključek, da je korelacija med % Al in a0 odvisna poleg temperature še od načina obdelave taline. Za ilustracijo smo izvršili izračun topnostnega produkta z %AI2*ao kot funkcija teh parametrov: log % Al2'a30= +20.41 + log aA,2o3 (3) Rezultati izračunavanj so prikazani v grafični obliki na sliki 4. Skupaj s teoretičnimi izračuni zasledimo tudi rezultate praktičnih meritev v železarni Štore, ki so obravnavani pri analizi rezultatov. -200 -150 -100 - 50 0 50 EMN(mV) Slika 3. Teoretična odvisnost med signalom sonde EMN (mv) in aktivnostjo kisika za sonde FOX in CELOX Fig. 3 Theoretical relationship betvveen E. M. F. (mV) signal of probe and the oxygen activity for FOX and CELOX probes Rezultati izračunavanja so prikazani na sliki 3. Kot je iz priloženih rezultatov razvidno pri sondi CELOX in v stanju dezoksidirane taline, sonda daje visoko negativno vrednost EMN (mV). kar pomeni, da so vrednosti aktivnosti kisika zelo nizke. Pri sondi FOX bodo ti odnosi ravno nasprotni. Pri izračunavanju obeh enačb smo upoštevali vpliv elektronske prevodnosti, sicer bi bili izračunani podatki zlasti pri nizki vsebnosti kisika (dezoksidirana talina) močno popačeni. Povezava med aktivnostjo kisika in vsebnostjo topnega aluminija Kot je znano, v jeklu, dezoksidiranem z aluminijem, aktivnost kisika v talini kontrolira aluminij, raztopljen v talini po reakciji: 2 Al + 3 O = Al203 (1) Ravnotežno konstanto za to reakcijo v področju 1 - ppm Slika 6. Primerjava teoretično izpeljane odvisnosti med % Al in a0 za povprečno temperaturo T = 1652° C in aA|2o3 = 0.30 in rezultati praktičnih meritev v Železarni Štore (celotni Al v KL — gredici) Fig. 6 Comparison of the theoretically deduced relationship betvveen % Al and a0 for an average temperature T = 1652° C and aAl20j = 0.30, vvith the results of practical measurements in Štore lronworks (total Al in KL billets) Teoretično izpeljano relacijo lahko zapišemo v obliki: Ig % Al = 15.943-^^-1.5* Ig a0 (v ppm) (4) Primer: T = 1652° C, a0 = 10 ppm 31390 Ig % Al = 15.943-Al = 0.0137% 1652 + 273 1.5* Ig (10)= -1.8635 Pri izdelavi jekel z vsebnostjo ogljika med 0.25—0.60 % želimo imeti načrtovano vsebnost aluminija že pred prebodom, kar je zagotovilo, da ne bodo nastopile težave s »penjenjem taline«. V primerih, ko ta cilj ni dosežen, moramo izvršiti korekturo vsebnosti aluminija z dodatkom v ponovco (v obliki Al-zvezdic ali s steljanjem Al-žice). ZAKLJUČKI Opisano je trenutno stanje na področju direktnega merjenja kisika in določevanja topnega aluminija v tekočem jeklu z uporabo kisikovih sond v slovenskih železarnah. Sodobne kisikove sonde in spremljajoča merilna tehnika (npr. firme FERROTRON iz Zahodne Nemčije) omogočajo fleksibilno prilagajanje zahtevam uporabnika. Tako je mogoče z določenimi software-skimi pristopi merilno napravo adaptirati za sonde različnih izdelovalcev. Na kratko je opisana merilna naprava in principi kisikovih sond dveh najbolj znanih proizvajalcev tovrstne opreme: firme FERROTRON, Moers, ZRN in ELECTRO-NITE, Belgija. Izpeljana je matematična oblika povezave aktivnosti kisika z vsebnostjo topnega aluminija. Primerjava te odvisnosti z empirično ugotovljenimi rezultati: Al(t) = f(a0) kaže, da lahko ugotovljeni algoritem koristno vprogrami-ramo v merilno napravo in namesto aktivnega kisika .merimo' direktno topni aluminij. V drugem delu članka bomo opisali uporabo metode merjenja topnega aluminija preko kisikove sonde pri optimizaciji dezoksidacije jekla v ponovci, da bi dosegli načrtovane vsebnosti Al, pri čemer je osnova uporaba stroja za streljanje Al-žice v talino. Direktno primerjavo rezultatov lahko vidimo na sliki 6, ki kaže dejansko dobljene vrednosti celotnega aluminija (analiza iz gredice) in napovedanega topnega aluminija v ponovci (na osnovi algoritma — glej enačbo 4). Pri tem je treba poudariti, da je bila meritev s sondo izvršena pred streljanjem CaSi-žice v količinah 0.6-0.8 kg/t. Končni cilj uporabe kisikove sonde oziroma meritev kisika v ponovci pred obdelavo taline s Ca-Si je nastavitev primerne vsebnosti topnega aluminija. LITERATURA 1. Turkdogan, E. T., R. J. Fruehan: Revievv of oxygen sensors for use in steelmaking and of deoxidation equilibria, In "Ladle metallurgy principles and pracitices, AIME, Iron Steel Institute, (1985) 2. Prospekt firme Ferrotron, Moers., Zahodna Nemčija (1987) 3. Prospekt firme Electro-Nite, Houthalen, Belgija (1987) 4. Turkdogan, E. T., Arch. Eisenhuettenvves., 54 (1983) 5. Rein, R. H., J. Chipman: Tran. AIME, 1965, 233, 415-425 6. Koroušič, B., A. Steblaj.. H. Ploštajner, F. Tehovnik: Poročila Metalurškega inštituta v Ljubljani, (1988) Nal. 88—21 ZUSAMMENFASSUNG Der jetztige Stand am Gebiet der direkten Sauerstoffmes-sung und der Bestimmung von gelosstem Aluminium im Stahl-bad mit den Sauerstoffmesssonden in slovvenischen Hutten-vverken wird beschrieben. Die jezeitlichen Sauerstoffmesssonden und die moderne Messtechnik (Z. B. der Firma Ferrotron aus der BRD) ermogli-chen eine flexible Anpassung den Forderungen der Verbrau-cher. So ist es moglich mit bestimmten Softvvare Zutritten die Messaparatur fur Sonden verschiedener Hersteller zu adaptie-ren. Es werden im kurzen die Messaparatur und der Prinzip der Sauerstoffmessonden zwei gut bekannter Hersteller der Firma Ferrotron Moers, BRD und Elektronite, Belgien beschrieben. Die mathematische Form der Verbindung der Sauerstoffak-tivitat mit dem Gehalt von loslichem Aluminium ist ausgefuhrt worden. Der Vergleich dieser Abhangkeit mit den empirisch bestimmten Ergebnissen: Al(e) = f(a0) zeigt, dass der festgelegte Algoritem nutzlich in die Messaparatur einprogramiert werden kann, und statt des aktiven Sauerstoffgehaltes direkt losslicher Aluminium gemessen vverden kann. Im zweiten Teil dieses Artikels wird die Anwendung der Messmethode fur die Messung von losslichem Aluminium uber die Sauerstoffmessonde bei der Optimierung der Desoxydation von Stahl in der Pfanne Beschrieben, mit dem Ziel den geziel-ten Al Gehalt durch die Injektion von Al-Draht ins Stahlbad zu erreichen. SUMMARY The present state in the field of direct measuring oxygen and determining soluble aluminium in molten steel with oxygen probes as used in Slovene Ironvvorks is described. Modern oxygen probes and accompanying measuring tech-niques (e. g. FERROTRON, West Germany) enable flexible ad-jusfing to the consumer demands. Thus the measuring equip-ment can be vvith some softvvare adjustments adapted for probes of various manufacturers. The measuring equipment and the principles of oxygen probes of two the most knovvn manufacturers of such equip-ment; FERROTRON, Moers, West Germany, and ELECTRON-ITE, Belgium was described in short lines. Mathematical form of connection betvveen the oxygen activ-ity and content of soluble aluminium was deduced. Comparison of this relationship vvith the empirically determined results: Al(t) = f(a0) shovvs that the determined algorithm can be suc-cessfully programmed into the measuring equipment and in-stead of measuring active oxygen the soluble aluminium can be measured directly. In the second part of the paper the application of the measuring techniques for soluble aluminium vvith oxygen probe will be described for the optimization of steel deoxidation in ladle in order to achieve the desired Al content vvith the equipnrTent for shooting Al wire into the melt. 3AKJ1HDMEHHE flaHO onncaHne TenepeujHero coctohhmf) b očnacTM Heno-cpeacBeHHoro n3MepeHns KMc/iopoaa n onpeaejieHMH pacTBO-phkdmero aniommhmh b mn,qkopi ctanu npn yri0Tpe6neHMM kmc^o-poflHbix 30Hfl b CnoBeHCKMx MeTannyprMMecKMX 3aBoaax. CoBpeMeHHbie KMcnopoaHbie 30Hflbi m conpoBo>KAaK>mafi M3MepMTe/lbHaH TeXHMKa (Hnp. OT kipMbl 0EPPOTPOH M3 3a-naflHoPi repMaHnn) aaK3T B03M0>KH0CTb n3MeHneMbiPi npncTyn m npuHopae/iuBaHMe nnn 30ha pa3/inMHbtx M3r0T0BHTene(i. Kopotko aaho onncaHMe M3MepnTejibHoro npw6opa n npMH-unna yje(icTBMfl KHc/iopo,QHbix 30hfl flByx 6o/ibuie Bcero M3BecT-HblX H3rOTOBHTe/iePl OTHOCflLUMMCfl K 3T0My o6opy,qoBaHne: 0Mp-Ma 0EPPOTPOH. Moepc, OPr u 3J1EKTP0HMTE, BEJlbrMfl. flpuBefleHa MaieMaTUMecKas $opMa CBH3H aKTMBHOCTM khc- /lopoaa c coflepmaHneM pacTBoparamero a/ifOMMHMH. noaaHO cpaBHeHne 3To(i 3aBncnMocTM c 3MnnpnMecKHMM pe3yribiaTa-mm: Al (t) = f(a0) hto yKa3biBaeT Ha yKa3biBaeT Ha B03M0WH0CTb onpeaeneHMH a/iropuTMa mo>kho c no/ib3ofi BK/itOMMTb k H3Me-pnTe^bHyMy npn6opy m B3aMeH aKTMBHoro KMC/iopoaa Mbi Heno-CpeflCTBeHHO BbinO/lHfleM M3MepeHMe paCTBOpRK)LUM(i a/llOMM-hmm. B flpyro(i MacTM CTaTbn npHBo^nM onMcaHMe npuMeHeHne MeToda M3MepeHM pacTBopfliomero a/iioMMHMfl 4epe3 kmc/io-pOflHblki 30Hfl npn OnTMMM3auMM paCKMC/ieHMfl b KOBLiie C Lie-/lbto, 4To6bi nonyHMTb MenaeMoe coaep>KaHMe coaepMaHkse a/iK)MMHMfl npkmeM Ka« 0CH0Ba c/iy>HMT npuMeHeHMe MaLUHHa a/in cTpenbčbi a/iK)MMHMeBOM npoBo/iOKM b pacn/iaB. SLOVENSKE ŽELEZARNE METALURŠKI INŠTITUT LJUBLJANA, LEPI POT 6 KAJ JE METALURŠKI INŠTITUT Metalurški inštitut je delovna organizacija v okviru SOZO Slovenske Železarne, po statutu pa je osrednja raziskovalna organizacija vse slovenske metalurgije in livarstva Inštitut razvija vse aktivnosti, ki so potrebne za raziskovalno delo. torej raziskave osnovnega, razvojnega in uporabnega značaja, pilotno proizvodnjo posebnih materialov, je soizdajatelj strokovnega časopisa, prireja strokovna srečanja in seminarje, dela različne strokovne ad hoc usluge za industrijo s področja kakovosti in uporabe kovinskih materialov, goji stike z raziskovalnimi organizacijami pri nas in v inozemstvu, sodeluje v programih in projektih Raziskovalne skupnosti Slovenije, v projektih usmerjenih v tehnološki razvoj Jugoslavije ter v projektih mednarodnega sodelovanja z zapadno in vzhodno Evropo in ZDA PROGRAM DELA IN OPREMA Program raziskovalnega dela posega v naslednja področja: razvoj sodobnih masovnih kovinskih materialov In tehnologi|e njihove izdelave in predelave, razvoj in pilotna proizvodnja posebnih materialov za elektroniko, fizikalno-metalurško in kemijsko-analitsko karakterizacijo materialov, matematično modeliranje in računalniško krmiljenje procesov ter racionalna uporaba energije in surovin v metalurški industriji. Skladno s programom dela ima laboratorije za mikrostrukturne. fizikalne, mehanske preiskave in za analitiko kovinskih materialov ter za pilotno proizvodnjo. Med raziskovalnimi aparaturami najdemo peči za taljenje vseh vrst kovin na zraku in v vakuumu, naprave za predelavo teh kovin v trak. palice in žico. napravo za atomizacijo kovin, optične mikroskope in vrstični (scanning) elektronski mikroskop za mikrostrukturne raziskave, elektronski mikroanalizator dila-tometer. naprave za preizkušanje kovin s statično in dinamično obremenitvijo pri visokih temperaturah, naprave za termično obdelavo, med njimi najsodobnejšo vakuumsko visokotempera-turno kalilno žarilno peč ter različne sodobne analitske naprave, na primer aparature za atomsko absorbcijsko spektrometrijo in emisijski spektrometer V teku je dobava naprave za vlivanje amorfnih trakov, ki bo skupaj z napravo za atomizacijo in izostatsko stiskanje, ki jo je inštitut nabavil skupno z inštitutom J. Štefan omogočila laboratorijsko sintezo najsodobnejših kovinskih materialov Prav v tem letu se bo začel tudi uresničevati projekt pilotne proizvodnje usmerjen v izdelavo palic in žic iz posebnih materialov po tehnologiji računalniško vakuumskega taljenja in kontinuirnega litja Pogled na računalniško krmiljeno vakuumsko žari/no kalilno peč Pogled na vrstični elektronski mikroskop z napravo za elektronsko mikroanalizo in analizo slike Odfosforenje v elektroobločni peči N. Smajič*1, B. Arh*1 in J. Arh*2 UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA: D11n, EGj42, D5d Pri 47 šaržah smo raziskovati vpliv 22parametrov na obseg in kinetiko odfosforenja v elektroobločni peči. Pri 14 šaržah smo dodajali samo apno oz. apno in apne-nenc. pri 22 smo dodajali poleg apna še uvoženo rudo. pri 11 šaržah pa smo namesto uvožene rude dodajati odpadno škajo. Najboljši rezultati so bili doseženi z dodajanjem škaje. Rezultati so bili analizirani z metodami statistične analize. S takoimenovano koračno regresijsko analizo smo ugotovili, da sta za dobro odfosforenje v naš/h pogojih pomembni ie dve spremenljivki, in sicer vsebnost CaO in vsebnost FeO v žlindri. Porazdelitev fosforja med žlindro in jeklom je opredeljena z regresijsko enačbo: - 6.78+ 3.49 log (% CaO)+ 2.10 log (% FeO) Koeficient multikorelacije r= 0.923. Ugotovili smo optimalne tehnološke pogoje za zanesljivo. učinkovito in hitro odfosforenje v elektroobločni peči v delovnih pogojih železarne Jesenice. UVOD Problem fosforja v jeklu je bil uspešno razrešen leta 1878, ko je Sidney Thomas pokazal, da je z uporabo bazične žlindre in obloge možno doseči tolikšno porazdelitev fosforja med žlindro in jeklom, ki zagotavlja zadosti nizko končno vsebnost fosforja v jeklu tudi takrat, ko je izhodna vsebnost (v grodlju) zelo velika. Literatura (1—27). ki se ukvarja s problemom odfosforenja, obravnava praviloma konvertorsko proizvodnjo jekla, kar je tudi razumljivo. Kljub pomembnemu zvišanju produktivnosti elektrojeklarn z uvedbo UHP peči in ponovčne metalurgije je produktivnost sodobnih konvertorskih jeklarn nesporno večja. Dodajmo k temu še dejstvo, da se stalno izboljšuje kvaliteta konvertorskega jekla, in sicer zaradi napredka na področju dezoksidacije, obdelave s kalcijem in litja pod zaščito argona. Tako danes v sodobnih konvertorskih jeklarnah izdelujejo tudi najbolj kvalitetna jekla, ki jih je do nedavnega bilo možno izdelati le v elektropeči. Problemu odfosforenja v elektroobločni peči se v zadnjem času posveča več pozornosti, delno zaradi zahtev po čistejšem jeklu oz. znižanju dopustne vsebnost fosforja, delno pa zaradi močnega pritiska k povečanju produktivnosti elektrojeklarn, posebno za UHP peči. Posebno kritično je stanje pri nerjavnih jeklih. *' Nijaz Smajič, dr. mag. dipl. ing. met. Bojan Arh, dipl. ing. met.. Metalurški inštitut, Lepi pot 11 61000 Ljubljana *2 Joža Arh, dipl. ing. met., Železarna Jesenice, 64270 Jesenice ** — Originalno publicirano: ŽZB 23, 1989, 3 "** — Rokopis prejet 1989-05-05 pri katerih je odfosforenje praktično nemogoče. Zaradi tega vsebnost fosforja v nerjavnih jeklih stalno narašča. Fosfor je v naših nerjavnih jeklih sedaj že na zgornji dopustni meji, kar zahteva nujne in učinkovite ukrepe za ustavitev nadaljnje akumulacije fosforja in njegovo postopno znižanje v naših nerjavnih jeklih. V pomirjenih jeklih lahko dosežemo zadosti nizek fosfor z dvožlindrnim postopkom ob ustrezni porabi apna, apnenca, jedavca in uvožene rude ali z uporabo sintetičnih žlinder, kot je npr. Dephosphex. Vendar je to zvezano s padcem produktivnosti, manjšim izkoristkom Fe iz vložka in večjimi stroški in je posebno neracionalno v primeru UHP peči, kjer je nujno potrebno zagotoviti dobro in hitro odfosforenje že v fazi taljenja. Le tako bo UHP peč maksimalno izkoriščena, ker bi metalurško operacijo odfosforenja izvajali med taljenjem, torej brez negativnega učinka na produktivnost. Vse ostale metalurške operacije pa morajo potekati v agregatih ponovčne metalurgije, kot so ponovčna peč, VAD, VOD, TN, ipd. Pri nepomirjenih jeklih lahko tudi odfosforenje prenesemo v ponovco, saj je znano (25—27), da je v ponov-ci možno znižati vsebnost fosforja v nepomirjenem jeklu od 0,035% do 0,010% P z oksidacijsko žlindro. V slovenskih železarnah pa še nimamo izkušenj ne na področju učinkovitega odfosforenja v elektropeči med taljenjem niti na področju odfosforenja nepomirjenih jekel v ponovci. Zaradi tega je potrebno v slovenskih železarnah posvetiti večjo pozornost problemom odfosforenja ter poiskati optimalne rešitve ob upoštevanju naših specifičnih razmer. Izhodišče in delovna hipoteza S stališča metalurške termodinamike in teorije metalurških procesov odfosforenje ne predstavlja posebnega problema. Fosfor, raztopljen v staljenem železu ali jeklu, ima namreč razmeroma visoko afiniteto do kisika. Fosfor torej oksidira v fosfor pentoksid (P205), katerega aktivnost začne naraščati, dokler ne doseže tolikšne vrednosti, da se oksidacija fosforja ustavi. Če pa dodamo apno, s katerim reagira fosfor pentoksid v 3CaOP2Os oz. v 4 CaO • P205, aktivnost P205 v žlindri pade in se oksidacija fosforja lahko nadaljuje. Proces lahko opišemo z naslednjo enačbo: 2/P/ + 5/0/ + 4 Ca0 = Ca4P209 (1) AG°= -348950+146,10T (1 a) Če upoštevamo, da je nosilec kisika FeO, tj. če upoštevamo reakcijo (FeO) = Fe +/O/, (2) lahko opišemo proces prenosa fosforja iz taline v žlindro z reakcijo: 2/P/ + 5(Fe0)+4Ca0 = Ca4P209 + 5 Fe (3) A G°=-204450+ 83,55 T (3 a) Fosfor pentoksid lahko reagira pod določenimi pogoji tudi z MgO, MnO in celo FeO. Pri tem lahko potekajo naslednje reakcije odfosforenja: 3 (CaO) + (P205) = Ca3P2O0 (4) 3 (MgO) + (P205) = Mg3P208 (5) 3 (MnO) + (P205) = Mn3P208 (6) 3 (FeO) + (P205) = Fe3P2O0 (7) Nastopajo lahko tudi analogne reakcije: 4 (MeO) + (P206) = Me4P209 Pri tem je treba poudariti, da je afiniteta CaO do P205 tolikšna, da pri zadostni vsebnosti CaO v žlindri — po nekaterih izračunih (5) že pri 24% CaO — MgO nima več nobenega vpliva na odfosforenje. Seveda to še bolj velja za MnO in FeO. V novejšem času (1, 2, 3, 5) ionska teorija žlindre precej uspešno pojasnjuje potek odfosforenja. Po tej teoriji je žlindra zmes kationov in anionov. Baze CaO, MgO, MnO in FeO disociirajo v katione Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+ in kisikove anione O2-, ki s kislimi oksidi dajejo kompleksne kisikove anione, npr. Si02 + 202"=Si0t" in P205 + 302-=2 PO^ V bazičnih žlindrah imamo prebitek kisikovih anionov, tim. proste kisikove anione, ki so merilo bazičnosti žlindre. Izhajajoč iz ionske teorije je izpeljal izraz G. W. Hea-ly (5): , (%P) =22350-24.0 + 7 log%CaO + /% P/ T + 2,5 log % FeO (8) Porazdelitev fosforja med žlindro in Fe talino je torej možno izračunati z enačbo (8), če poznamo temperaturo ter vsebnosti CaO in FeO v žlindri. Analiziral je več kot 100 industrijskih šarž, izdelanih v 80-tonski martinovki, 30-tonskem LD konvertorju in 230-tonskem konvertorju ter ugotovil zelo dobro korelacijo med enačbo (8) in dejanskimi rezultati. Sedanje stanje teoretskih osnov odfosforenja, ki smo jih podali v zelo skrajšani obliki, nam je rabilo za izhodišče. Kot izhodišče v ožjem pomenu besede, tj. za delovno hipotezo, smo sprejeli, da je za dobro, tj. hitro in učinkovito odfosforenje, že med talenjem v elektropeči potrebno čim hitreje ustvariti zadostno količino žlindre primerne bazičnosti. To pomeni, da moramo čimpreje založiti potrebno količino apna. Ker je topnost apna v žlindri, ki vsebuje le malo FeO, močno omejena, in ker FeO nastane šele med pihanjem kisika, med talenjem nimamo pogojev, ki so potrebni za dobro odfosforenje, ne glede na količino dodanega apna. Kosi apna namreč plavajo po površini žlindre in se le počasi raztapljajo, tako kot narašča vsebnost FeO v žlindri. Če pa ob apnu dodamo tudi FeO v obliki škaje, se bo dodano apno hitreje raztapljalo, kar pomeni, da lahko že med taljenjem dobimo veliko količino (dodatek apna in škaje) bazične žlindre z visoko vsebnostjo FeO še pred začetkom pihanja kisika. V tem primeru lahko pričakujemo dobro odfosforenje že med taljenjem. Potrebno je torej zagotoviti naslednje ugodne pogoje: — veliko bazičnost žlindre, — visok oksidacijski potencial žlindre, — čim nižjo temperaturo, — nizko tališče žlindre, kar lahko dosežemo z dodatkom Fe rude ali škaje, boksita, jedavca, itd., — dobro tekočo žlindro — po potrebi dodatek CaF2, — mehko žgano, tj. dobro reaktivno apno primerne granulacije, — nizko vsebnost Si, Mn in C v vložku, — čim hitrejšo tvorbo žlindre, tj. raztapljanja apna, — zadostno količino žlindre, — preprečimo redukcijo fosforja iz žlindre nazaj v talino, tj. pravočasno odlitje ali sprotno iztekanje prve žlindre, kar je posebno pomembno pri visoki vsebnosti Si, Mn in C v vložku. NAČRT DELA Delovni načrt je predvideval izdelavo približno 50 šarž, in sicer na tri različne načine. Približno tretjino šarž smo izdelali brez sprememb vsakdanjega načina dela, tj. z običajnim dodatkom apna oziroma apna in apnenca. Pri drugi tretjini smo dodali še posebno čisto, tj. uvoženo rudo, kar je običajna praksa pri izdelavi jekel z nizkim fosforjem, npr. pod 0,015 % P oz. v primerih, ko je vsebnost fosforja ob raztalitvi zaradi nečistega vložka posebno visoka. Preostalo, tj. tretjo tretjino smo sklenili izdelati tako, da bi poleg apna dodali še odpadno škajo, in sicer že med zalaganjem, tj. vsaj v predzadnjo košaro. Celotno odfosforenje smo razdelili na primarno, ki poteka med taljenjem, ter sekundarno, ki poteka od raztalitve do konca oksidacije. Kot merilo uspešnosti primarnega odfosforenja smo uporabili koeficient porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi. Za merilo sekundarnega odfosforenja smo uporabili stopnjo odfosforenja, ki smo jo opredelili kot procentni delež fosforja, ki smo ga odpravili iz taline v žlindro med oksidacijo, kar smo lahko izračunali za vsako šaržo iz razlike vsebnosti fosforja v jeklu ob raztalitvi ter po oksidaciji. Opazovali smo 22 spremenljivk pri vsaki šarži. Pregled in definicija vseh opazovanih spremenljivk je prikazan v tabeli 1. Tabela 1: Opazovane spremenljivke X, — koeficijent porazdelitve fosforja med žlindro in talino ob raztalitvi X2 — bazičnost žlindre ob raztalitvi (Ca0/Si02). tj. brez MgO: X3 — vsebnost CaO v žlindri ob raztalitvi; X4 — vsebnost FeO v žlindri ob raztalitvi; X5 — čas med zalaganjem apna oz. apna in škaje in raztalitvi jo; X6 — vsebnost MgO v žlindri ob raztalitvi; X7 — vsebnost Si02 v žlindri ob raztalitvi; Xs — vsebnost P2Os v žlindri ob raztalitvi; Xg — vsebnost fosforja v jeklu ob raztalitvi (analiza A,); X10— vsebnost fosforja v jeklu po oksidaciji; X,,— povprečna bazičnost žlindre (srednja vrednost vseh vzorcev ene šarže; X12— stopnja odfosforenja. izražena kot procentni delež fosforja v jeklu ob raztalitvi. ki je bil odpravljen iz jekla v žlindro med oksidacijo; X13— vsebnost ogljika v jeklu ob raztalitvi; X14— vsebnost silicija v jeklu ob raztalitvi: X,s— vsebnost mangana v jeklu ob raztalitvi; X,6— specifični dodatek CaO v % od kovinskega vložka: X,7— specifični dodatek apnenca v % od kovinskega vložka; X1B— skupaj CaO v % od kovinskega vložka; X,9— specifični dodatek rude v % od kovinskega vložka; X20— specifični dodatek škaje v % od kovinskega vložka: X21— teža kovinskega vložka v tonah; X22— teža šarže v tonah. REZULTATI Na sliki 1 vidimo odvisnost med vsebnostjo P205 v žlindri ob raztalitvi in bazičnostjo žlindre B1 v času odvzema vzorca za analizo A1. Pri tem smo bazičnost opredelili kot razmerje med vsoto CaO in MgO proti Si02. Vse poskusne šarže smo primerno označili, tako da lahko takoj razberemo, ali je bilo dodano samo apno B, Slika 1 Vsebnost P205 v žlindri ob raztalitvi v odvisnosti od bazičnosti žlindre. Fig. 1 P205 content in the slag after melting, depending on the slag basicity oz. apno in škaja ali apno in ruda. Tako označbo smo dodatno opremili še z rednim številom poskusne šarže od 1 do 47. Na sliki 1 je vrisana regresijska premica in podana regresijska enačba. Vidimo, da je koeficient deter-minacije r2 razmeroma nizek (0,2511). Vsebnost P205 sicer narašča z bazičnostjo B 1. vendar je razsip rezultatov okoli statistično izračunane srednje vrednosti, ki jo ponazarja premica, velik in je posledica dejstva, da na vsebnost fosforja v žlindri vplivajo poleg bazičnosti še drugi številni dejavniki. Boljše merilo za primarno odfosforenje. tj. za odfosforenje med taljenjem, je koeficient porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi. ki ga vidimo v odvisnosti od bazičnosti na sliki 2 Vidimo, da je korelacija dosti boljša, saj je koeficient determina-cije r2 0.4739. V poskusih, da bi izboljšati korelacijo med bazičnostjo in koeficientom porazdelitve fosforja, smo preizkusili različne druge izraze za bazičnost. Najboljše rezultate smo dosegli, ko smo bazičnost opredelili s preprostim razmerjem med CaO in Si02, kot vidimo na sliki 3. Koeficient determinacije je sedaj večji, tj. 0.5342 v primerjavi z 0.4739. Rezultat je zelo zanimiv tako s teoretičnega kot s praktičnega stališča. S teoretičnega stališča to pomeni, da Mg O ne sodeluje v reakcijah odfosforenja, vsaj v delovnih pogojih, kot jih imamo v železarni Jesenice. Za prakso to pomeni, da se je treba izogibati uporabi dolomitiziranega apnenca. MgO nam torej ne prispeva k boljšemu odfosforenju. Bistveno je, da bi v primeru nadomestitve MgO s CaO v žlindri ostala količina dodatka apna oz. apnenca in žlindre enaka, imeli pa bi višji koefi- Fig. 2 Phosphorus distribution coefficient betvveen the slag and the melt after melting. depending on the slag basicity cient porazdelitve fosforja in s tem torej nižji fosfor v jeklu. To je povsem jasno, če primerjamo sliki 2 in 3. Upoštevajoč povprečne vsebnosti CaO (32,57%), MgO (9,52 %) in Si02 (20,93 %) ter enačbo regresijske premice na si. 3, lahko izračunamo, da bi se z nadomestitvijo MgO s CaO povečala povprečna vrednost koeficienta porazdelitve fosforja od 13,66 na 16,5. S statistično analizo smo ugotovili srednjo vrednost in standardni odklon za vseh 22 opazovanih parametrov, kar navajamo v tabeli 2. Vrednosti, ki so navedene v oklepaju, se nanašajo na jeklarno 1, v kateri je bilo izdelanih 42 od skupno 47 šarž, tj. 5 šarž je bilo izdelanih v novi jeklarni. Statistično regresijsko analizo smo uporabili, da bi določili, kateri izmed 22 opazovanih parametrov ima t. im. statistično pomemben vpliv na primarno odfosforenje, tj. na koeficient porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi. V ta namen smo uporabili porgram-ski paket ISA. Povzetek regresijske analize vidimo v tabeli 3, ki prinaša tudi ustrezno regresijsko enačbo, v kateri je odvisna spremenljivka, tj. porazdelitev fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi, označena z y, medtem ko je neodvisna spremenljivka x. Sprejeli smo, da imajo pomemben vpliv le tiste spremenljivke oz. tehnološki parametri, pri katerih smo dobili koeficient determinacije večji kot oz. vsaj 0,05. Ca0+Mq0 . Si02 Slika 2 Koeficijent porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi v odvisnosti od bazičnosti žlindre. (P) /P/' -6,9497+9,681 B, - 0,4739 50 45 40 35 30 25 20 34 j-pj—5,8430 + 11,62 r2 = 0,5342 1 (50,681 8 / / x!8 47« ■ 46 „ 2 44 / 4 o 2o / 9X 42 • 37 / • / 7» 30 7 / X35 O40 14* 31 / •29 x36 45 v 7 3 '"•39 0 apno + škaja • apno+ ruda x samo apno v/ 13,1 n> e ".43 •15 K12 10 ? *23 Tabela 3: Rezultati regresijske analize Tabela 2: Osnovni statistični podatki Spremenljivka Sr. vrednost Stand. odklon Št. šarž 1 Porazdelitev /%P/ ' 2 Bazičnost 13,66 (11,3) 12,85 (11,26) 47 (42) 1,74 (1,52) 0,84 (0,55) 47 (42) 3 (CaO) % 32,57 (31,6) 8,24 (776) 47 (42) 4 (FeO) % 16,61 (15,69) 7,22 (6,22) 47 (42) 5 Čas taljenja min. 93,1 •(100,7) 46,97 (44,1) 47 (42) 6 (MgO) % 9,52 (9,60) 2,83 (2,65) 47 (42) 7 (Si02) % 20,93 (22,1) 5,14 (4,06) 47 (42) 8 (PA) % 0,38 (0,36) 0,21 (0,21) 47 (42) 9 /P/ % ob raztalitvi 0,02 (0,02) 0,01 (0.01) 47 (42) 10 /P/ % po oksidaciji 0,01 (0,01) 0,01 (0,01) 47 (42) 11 Sred. bazičnost 2,73 (2.54) 0,86 (0.58) 47 (42) 12 Stopnja odfosf. % 35,03 30,09 47 13 /C/% vzorec A1 0,58 0,26 47 14 /Si/% vzorec A1 0,05 0,04 47 15 /Mn/% vzorec A1 0,24 0,11 47 16 Dodatek CaO % 2,34 0,66 47 17 Dodatek apnen. % 2,12 0,91 47 18 Skupaj CaO % 2.96 0,95 47 19 Dodatek rude % 0,94 0,38 22 20 Dodatek škaje % 2,80 0,51 11 21 Teža vložka v tonah 74,6 5,71 47 22 Teža šarže v tonah 73,32 6,30 47 Spremenljivka x Regresijska enačba Koef. determinacije Bazičnost (Ca0/Si02) y= -5.84+11,63 x 0,53 Bazičnost (CaO + Mg0)/Si02 y= -6.95 + 9,68 x 0.47 % CaO v žlindri y= - 10,97 + 0,78 x 0,23 % FeO v žlindri y = 2.87 + 0.72 x 0,16 Čas taljenja y = 9,04+ 0,062 x 0,05 % MgO v žlindri y = 36,63-2,32 x 0.24 % Si02 v žlindri y = 56,31 -2,01 x 0,61 a f, 8 'SiO?' Slika 3 Koeficijent porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob razta-litvi v odvisnosti od korigirane bazičnosti — brez MgO. Fig. 3 Phosphorus distribution coefficient between the slag and the melt, depending on the corrected basicity — without MgO Rezultati so zelo zanimivi. Najprej lahko ugotovimo, da je korelacija med porazdelitvijo fosforja in bazičnosti dosti boljša, če pri izračunu bazičnosti ne upoštevamo MgO. Dodati moramo ugotovitev, da je korelacija med porazdelitvijo fosforja in MgO negativna. Kaže, da MgO ne sodeluje v reakciji odfosforenja, temveč jo celo moti. Koeficient determinacije je 0,24, pomembnost enačbe pa 99 %, kar pomeni, da tega rezultata ni mogoče zanemariti. Glede na rezultate v tabeli 3 smo nato poiskali multikorelacijsko odvisnost med porazdelitvijo fosforja in bazičnostjo Ca0/Si02, % FeO, % MgO in časom taljenja. Kot rezultat tako zastavljene multikorelacijske analize smo dobili enačbo: -22,57+11,40^° + /P/ Si02 0,56 % Fe0 + 0,101 t-0,22 % MgO (9) Skupni koeficient determinacije r2 narašča z vključitvijo posameznih spremenljivk v enačbo (9): 0,5342—» 0,6057-- 0,7489 in končno 0.7501. Skupni koeficient multikorelacije je 0,8661. Korelacija med odfosfore-njem in MgO je tudi tukaj negativna. Če pa iz enačbe izpustimo MgO, se koeficient determinacije poslabša, tj. pade le za 0,0012, zato ga lahko uporavičeno izpustimo. Če iz obdelave izključimo 5 šarž. izdelanih v jeklarni 2, dobimo enačbo: M=_23,26+11,87^0 /P/ + 0,65% FeO Si02 -0,095 t-0,30% MgO (10) Skupni koeficient multikorelacije je 0,8509 in je praktično enak, kot v primeru obdelave vseh 47 šarž (0,8661). Tudi sedaj je korelacijski koeficient za MgO negativen. Korelacijski koeficienti so v enačbi (10), ki velja za jeklarno 1. višji za bazičnost, % FeO in % MgO ter nekoliko manjši za čas taljenja. To pomeni, da bazičnost in % FeO bolj vplivata na porazdelitev fosforja v stari jeklarni. Predvsem je bazičnost v jeklarni 1 ozko grlo in je torej v povprečju nezadostna. Najlaže torej izboljšamo odfosforenje v stari jeklarni s povečanjem bazičnosti in % FeO, tj. z dodatkom škaje. S stališča ionske teorije žlindre bi morali imeti močno korelacijo med logaritmom porazdelitve fosforja ter logaritmi koncentracij CaO in FeO, kot je to z enačbo (8) ugotovil Healey (5). Zaradi tega smo se odločili, da poiščemo tudi to multikorelacijsko odvisnost. Za razliko od Healeya smo v obdelavo namesto recipročne vrednosti temperature, ki nam jo ni uspelo redno meriti, vključili čas taljenja. Dobili smo regresijsko enačbo (11), ki velja za vseh 47 šarž in (12), ki velja le za 42 šarž, izdelanih v stari jeklarni. Opomba: Podatki v oklepaju se nanašajo na šarže. izdelane v jeklarni 1. log = - 6,54 + 3,26 log % CaO y/P/ + 2,03 log % FeO+ 0,002 t (11) log = - 6,78 + 3,49 log % CaO + 2,10 log % FeO (12) Koeficient determinacije narašča z vključitvijo posameznih spremenljivk v enačbi (11): 0,3562— 0.8587— 0,8846. Končni koeficient multikorela-cije je 0.9407 in je presenetljivo visok v primerjavi z 0,8661, kar smo dobili za enačbo (9), ki je s stališča molekularne teorije žlindre »bolj pravilna«. Lahko zaključimo, da so dobljeni rezultati v prid ionske teorije. V enačbi (12) koeficient determinacije narašča z vključitvijo posameznih spremenljivk: 0,3279—0,8510. Končni koeficient multikorelacije je 0,9225 in je nekoliko manjši kot prej za vseh 47 šarž, vendar imamo zato le vpliv CaO in FeO. Vpliv časa taljenja prispeva namreč k skupnemu koeficientu determinacije manj kot 2 % in ga zato nismo upoštevali. Vsi korelacijski koeficienti v (11) in (12) so realni in pozitivni, tj. koeficient porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom narašča z rastočo vsebnostjo CaO in FeO v žlindri ob raztalitvi ter z daljšim časom taljenja v enačbi (11). Primerjava srednjih vrednosti koeficientov porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi, končne vsebnosti fosforja in izkoristka Fe iz vložka za različne načine dela je prikazana v tabeli 4. Tabela 4: Primerjava rezultatov za različne načine dela Dodano: Samo apno Apno in ruda Apno in škaja Koeficient ^ /P/ 4,83 11,42 19,54 Končni P % 0.0229 0,0102 0,0085 Izkoristek Fe % 98.23 98,35 99,26 ZAKLJUČKI Opazovali smo 22 parametrov za vsako izmed 47 šarž, od tega je bilo 5 šarž izdelanih v jeklarni 2. Pri 11 šaržah smo poleg apna dodajali še škajo, pri 22 smo poleg apna dodali še rudo. medtem ko je pri 14 šaržah bilo dodano samo apno. Na osnovi podrobne analize dobljenih rezultatov smo prišli do naslednjih pomembnejših ugotovitev: 1) Najboljše rezultate smo dosegli z dodatkom škaje v vložek, kot vidimo iz tabele 4, in sicer: — koeficient porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi je bil največji (19,54); — končna vsebnost fosforja je bila najmanjša (85 ppm P) in — izkoristek Fe iz vložka je bil največji (99,26 %). 2) Od vseh 22 opazovanih parametrov na koeficient porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi, tj. na hitro in učinkovito odfosforenje med taljenjem najbolj vplivata % CaO in % FeO v žlindri. 3) Nedvomno smo ugotovili, da MgO pri običajni vsebnosti CaO ne sodeluje v reakcijah odfosforenja. Za prakso to pomeni, da se je treba izogibati uporabi dolo-mitiziranega apnenca. 4) Z dodatkom lastne odpadne škaje v vložek v količini 2—4 % od teže vložka lahko dosežemo zelo dobro odfosforenje že med taljenjem, nadomestimo razmeroma drago uvoženo rudo in povečamo proizvodnjo za 8 do 10 kg jekla na tono. LITERATURA 1. E. T. Turkdogan in J. Pearson. Journal of the Iron and Steel Institute, vol. 173. Part 3, March 1953. 2. J. B. Bookey. F. D. Richardson in A. J. E. Welch, ibid., vol. 171, Part 4, August 1952. 3. H. Flood in K. Grjotheim, ibd., vol. 171, Part 1, May 1952. 4. H, Knueppel. F. Oeters in H. Grus, Archiv fuer das Eisen-huettenwesen, 30, 1959, 253—265, 5. G. W. Healey, Journal of the Iron and Steel Institute, 208, 1970, 664-668. 6. W. A. Fischer in H. vom Ende, Stahl und Eisen, 72, 1952, 1938—1408. 7. H. Knueppel in F. Oeters, Archiv fuer das Eisehuetten-wesen, 26, 1961, 12 8. H. Knueppel in F. Oeters, Stahl und Eisen, 81, 1961, 1437 9. G. Troemel in W. Oelsen, Archiv fuer das Eisenhuetten-vvesen, 26, 1955, 497-506. 10. G. Troemel in H. W. Fritze, Archiv fuer das Eisenhuetten-vvesen, 30, 1959, 461-472. 11. G. Troemel in H. W. Fritze, Archiv fuer das Eisenhuetten-vvesen, 28, 1957, 489—495. 12. G. Troemel, W. Fix in H. W. Fritze, Archiv fur das Eisenhuet-tenwesen, 32, 1961, 353—359. 13. G. Troemel in W. Fix, Archiv tur das Eisenhuttenwesen, 32, 1961, 209-212. 14. E. T. Turkdogan in P. M. Bills, Journal of the Iron and Steel Institute. 186, 1957, 329-339. 15. E. T. Turkdogan in P. M. Bills, Journal of the Iron and Steel Institute, 188, 1958, 143—153. 16. K. Schvverdtfeger in J. H. Engell, Archiv fuer das Eisenhuet-tenvvesen, 34, 1963, 101. 17. H. Trenkler in R. fiinesch, Stahl und Eisen, 76, 1958, 883. 18. K. Behrens et al., Stahl und Eisen, 85, 1965, 908. 19. H. Nashivva et al., Ironmaking and Steelmaking, 1. 1981. 20. T. Nozaki et al., Transactions of ISIJ, 23, 6, 1983. 21. T. Usui et al., Transactions of ISIJ, 23, 3, 1983. 22. Y. Itoh et alk., 98th ISIJ Meeting, October 1979. 23. R. Nagabayashi et al., Transactions of ISIJ, 26, 1986. 24. H. VVatanabe in K. Umezavva. ibid. 25. F. D. Richardson in J. H. E. Jeffes, Ironmaking and Steelmaking, 5, 1980. 26. K. Brotzmann, Secondary Steelmaking, Proceedings 27-31, 1978, London. 27. W. Resh in D. Nolle. Proc. 2nd Internat. Iron and Steel Con-gress, Duesseldorf, 1974, vol, 2, 1 — 17. ZUSAMMENFASSUNG 47 Versuchsschmelzen erzeugt auf drei unterschiedliche Weisen sind auf 22 technologische Paramete Untersucht wor-den. Bei 14 Schmelzen ist zur Entphosphorung nur Kalk Bzw. Kal k und Kalkstein zugegeben vvorden, bei 22 Schmelzen ist neben Kalk noch Erzzugegeben vvorden, vvobei bei 11 Schmelzen neben Kalk noch VValzzunder zugegeben worden ist. Es ist festgestellt vvorde, dass von allen untersuchten Parametern die Entphosphorung CaO und FeO Gehalt in der Schlacke am starksten beenflussen. Die besten Ergebnisse sind durch Zu-satz von VValzzunder im Einsatz erziehelt worden und zvvar: — der Verteilingskoeffizient fur Phospor zvvischen Schlake und Stahlbad beim Einschmelzen war amgrossten (19,54); — der Phosphorendgehalt war umkleinsten (85 ppm) und — das Ausbringen von Fe aus dem Einsatz war amgrossten (99,26 %) Der Verteilungskoeffizient fur Phosphor zvvischen Schlacke und Stahl ist gegeben durch die Regressionsgleichung. loq^i= -6,78 + 3,49 log % Ca0 + 2,10 log % FeO /P/ Der Koeffizient der Multikorelation betragt 0,9225, MgO vvirkt in den Entphosphorungsreaktionen bei ublichen CaO Gehalt in der Schlacke nicht mit. Mit dem Zusatz von VValzzunder in der Menge von 2—4 % des Einsatzgevvichtes vvird eine Gute Entphosphorung schon vvahrend der Einschmelzung erreicht der Verhaltnissmassig teuere Einfuhrerz vvird dadurch ersetzt und das Ausbringen um 8 bis 10 kg Stahl pro Tonne vergrossert. SUMMARY 22 technological parameters in 47 batches made in three different ways were checked. In 14 batches only lime or lime and limestone vvere added for dephosphorisation, in 22 batches also ore was added next to the lime, and in 11 batches scale was added next to lime. It was found that among ali the checked parameters the content of CaO and FeO in the slag have the greatest influence on the dephosphorisation. The best results were achieved vvith the addition of scale into the charge, i. e.: — distribution coefficient of phosphorus betvveen the slag and the steel after melting was the highest (19.54), — final phosphorus content vvas the lovvest (85 ppm), and — Fe yield from burden was the highest (99.26%). Distribution coefficient of phosphorus betvveen the slag and the melt is given by the regression equation: log -6.78 + 3.49 log % Ca0 + 2.10log % FeO /P/ Coefficient of multicorrelation is 0.9225. MgO does not cooperate in the dephosphorisation reactions at usual CaO contents in the slag. Addition of scale into the charge in the amount of 2 to 4 % of the burden mass enables a very good dephosphorisation al-ready during melting, it substitutes a relatively expensive im-ported ore, and the steel output is increased for 8 to 10 kg per ton. SAKTIIOMEHHE H3yMann noBeaeHne 22-yx TexHo/iorn4ecKnx napaMeTpoB M3r0T0B/ieHHbix TpeMR pa3HbiMM cnocobaMM 47-n nepen/iaBOB. npn 14-n nepennaBOB Mbi c uenbio Aeocopn3aLiMM nonanu to/ibKO M3BecTb oth. M3BecTHflK; npn 22-flByx nepen/iaBOB Mbi KpoMe M3BecTM floaa/iM eme pyay, Me>K,ay TeM npn 11-tu ne-pennaBOB Mbi KpoMe M3BecTn floaa/iM oi6pocHoPi w/iaK. OKa3a-riocb, hto npki Bcex Ha6nio,aaeMbix napaMeTpoB Ha ,qeocopn-3aumo 6o/ibwe Bcero bjimriot CaO m MgO b Lu/iaKe. CaMbie jiyHWkie pe3ynbTaTbi Mbi no/iyHM;iM npn aočaBKM LU/ia-Ka b 3arpy3Ky npuneM Mbi onpeae/ie/iH c/ieflyiomee: — KO30()3HLineHT pacnpefleneHMR occ)3opa Me>K,qy LLiJiaKOM m cTa/ibK) npM pacnnaBe 6bm caMbifi bmcokhm m cocTaB/inn 19,54. — KOHeMHoe co^ep>KaHne $occt>opa 6bi/ia caMan HH3Kas (85 ppM P) n — ncn0/ib30BaHne W3 3arpy3KH 6bi/i caMbifi 6o/ibiuoPi (99,26), Ko30MLineHT pacnpefle/ieHMfi cjjoccfcopa Me>Kay ui/iaKOM n CTanbK) npuBeaeH c perpeccnBHbiM ypaBHeHneM: nor^ = —6 78 + 3,49 ;ior % CaO+ 2,10 nor % FeO /P/ KooctKfcHUneHT MynTMKOpe/inflLinn cocTaB/ineT 0,925. MgO He npncyTCTByeT b peaunfix aeKe b TeMeHMH pacnnaBKu, npn 3aMeHe cpaBHMTe/ib-HO floporofi bb03h0m pyflbl H yBe/lH4HM npOM3BOflCTBO CTa^H Ha 8 ro 10 Kr Ha TOHHy, Poskus simulacije kontroliranega valjanja tanke pločevine na reverzirnem kvarto stroju F. Vodopivec"1, M. Gabrovšek'2, J. Žvokelj*1 UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23g, 4-53, W 23c, 10-52 Kontrolirano valjanje tanke pločevine v laboratoriju pri temperaturi med 1200 in 730 "C. Dosežena je meja plastičnosti 350 N/mm2 pri enostavni sestavi; v jeklu, mi-krolegiranem z vanadijem aH z niobijem, pa meja plastičnosti nad 500 N/mm', obakrat pa tudi zadostna duktilnost, če je bila temperatura konca valjanja med 900 in 800 °C. Pri nižjih temperaturah je meja plastičnosti višja, zaradi deformacijske utrditve ferita in nepopolne rekri-stalizacije avstenita med valjanjem pa je mikrostruktura neenakomerna, plastičnost jekla pa močno zmanjšana. Pred nekaj leti smo začeli na inštitutu delati z jekli z mikrostrukturo iz ferita in iz martenzita, tako imenovanimi dual jekli, ki imajo zaradi mikrostrukture specifične lastnosti (1). Ta jekla se izdelujejo pri primerni sestavi s kaljenjem iz področja obstojnosti avstenita in ferita ali pa s primernim ohlajanjem s temperature konca valjanja. Druga pot je seveda bolj racionalna, saj prihrani vsaj eno segrevanje. Kot uvodno eksperimentalno delo je bilo iz-Tabela 1: Sestava jekel delano v laboratoriju nekaj jekel z elementi, ki jih najdemo v dual jeklih (C, Mn, Si, V, Nb in Al); poiskusili smo simulirati proces valjanja na reverzirnem kvartu (Steckel, valjalnem stroju). Rezultati te raziskave postajajo relevantni sedaj, ko razmišljamo o tem, da bi termomehan-sko valjali na reverzirnem duo ogrodju tanke pločevine. S področja valjanja pri nas, pa tudi v tujini, ni bilo objavljeno nič takega, ki bi zmanjšalo relevantnost teh razmeroma starih izsledkov, zato je gotovo koristno, da se predstavijo strokovni javnosti. 2. ESPERIMENTALNO DELO V indukcijski peči je bilo iz enakega izhodnega vložka izdelano 5 jekel, legiranih z aluminijem, vanadijem, niobijem, kromom in molibdenom, s sestavo, navedeno v tab. 1. Za izdelavo jekla je bil izbran vložek z malo žvepla. Osnovni elementi (C, Mn in Si) se med jekli nekoliko razlikujejo, vendar ne toliko, da ne bi bila primerjava med jekli realna. Jeklo Element v % C Si Mn P S AI + V Nb Mo Cr 1. primarno 0,11 0,21 1,06 0,024 0,012 0,017 2. V 0,11 0,42 1,14 0,022 0,012 0,025 0,07 3. Nb 0,13 0.20 1,23 0.023 0,012 0,032 0,03 4. Mo 0,14 0,42 1,20 0,024 0,012 0,032 0,42 5. CrMo 0,12 0,37 1,15 0.022 0,012 0,032 0,42 0,59 Tabela 2: Parametri vročega valjanja platin iz plošč z debelino 30 mm. Pred valjanjem so bila jekla segrevana 30 minut pri 1200 °C in nato valjana z začetkom pri tej temperaturi ali po ohladitvi na začetno temperaturo valjanja v tabeli Temp. valjanja °C Začetna Po 4 vtiku Končna Trajanje valjanja min. Število vtikov Redukcija v % Končna debelina mm Skupno Brez® vmes. zadrž. Vmes. zadrž. na zraku 20" Vmes."^ zadrž. v peči 25" Skupna Pov- I prečna 123«' - TZV 1 „. _ TKV - "" TZV 877°C : TKV 738°C - . Slika 6. pov. 200 x , jeklo z aluminijem in z molibdenom: Mikrostruktura pri različnih temperaturah valjanja Fig. 6 Magn. 200 x . Steel with aluminium and molybdenum: Microstructure at various rolling temperatures TKV TZV 1169°! TKV 839°C TZV 903°C TKV 735°C Slika 7. Pov. 200 x , jeklo z aluminijem, molibdenom in kromom: mikrostruktura pri različnih temperaturah valjanja Fig. 7 Magn. 200 x. Steel vvith aluminium, molybdenum and chromium: Microstructure at various rolling temperatures 4 in 5 najdemo dokaz za nerekristalizirani avstenit med valjanjem le od temperature začetka valjanja cca. 1000 °C in nižje, med tem ko se tak avstenit najde v jeklu z niobijem že po valjanju s temperature 1200°C. Sklep je, da posamični elementi močno vplivajo na formiranje mikrostrukture jekla v procesu valjanja skozi zadrževanje rekristalizacije avstenita med vtiki in povečanje stabilnosti avstenita pri padajoči temperaturi valjanja. Zato nastaja razlika v mikrostrukturi, ki se odraža na morfologiji mikrostrukture, ne pa na velikosti zrn ferita, ki je nastal v premeno rekristaliziranega avstenita med valjanjem ali pa pri ohlajanju po njem. 3.3. Mehanske lastnosti jekla v valjanem stanju Na slikah 8, 9, 10 in 11 je prikazana odvisnost med temperaturo valjanja in mehanskimi lastnosti jekel. Trdnost in meja plastičnosti rasteta v vsem razponu temperature valjanja jekla z aluminijem, vendar nekoliko hitreje, ko se temperatura konca valjanja zniža pod ca 800 °C. Nasprotno velja za duktilnost, torej kontrakcijo in razte-zek, ki močno pade pod to temperaturo, še posebej kontrakcija. Odvisnosti na sliki 8 ni mogoče logično povezati z velikostjo zrn na sliki 2 po Hall-Petchovi enačbi, da sta trdnost in meja plastičnosti obratno sorazmerni korenu velikosti zrn. Kot logična se ponuja razlaga, da je odvisnost na sliki 8 produkt dveh dejavnikov: eden je mikrostruktura, drugi pa je preostanek deformacijske utrditve ferita, ki se s popravo med ohlajanjem na zraku ni izločila iz jekla. Veljalo bi posebej opozoriti na zelo dobre mehanske lastnosti jekla 1 v razponu temperatur konca valjanja 900 do 800 "C. Meja plastičnosti je preko 350 N/ mm2, trdnost preko 500 N/mm2, raztezek preko 30 % in kontrakcija blizu 50 %. Te lastnosti je nemogoče doseči pri enaki sestavi v normaliziranem stanju in so torej produkt kontroliranega valjanja. Sodeč po mikrostrukturi se te lastnosti dosegajo pri pogojih valjanja, ko je popolna rekristalizacija avstenita med valjanjem in nastane med valjanjem le zmerna količina ferita. Zato ni pomembne 1000 -S 500 4> —«__ i "— T MP . ] i. R 100 50 900 800 700 Temperatura na koncu valjanja,0C Slika 8. Odvisnost med temperaturo konca valjanja in mehanskimi lastnostmi jekla z aluminijem. T — raztezna trdnost, MP — meja plastičnosti, R — raztezek in K — kontrakcije Fig. 8 Relationship betvveen the final rolling temperature and the me-chanical properties of steel vvith aluminium. T — tensile strength, MP — yield strength, R — elongation, K — contracti- on 1000 - 500 Temperatura valjanja, 1000 500 900 800 700 Temperatura na koncu vaUanja, "C Slika 10. Odvisnost med temperaturo valjanja in mehanskimi lastnostmi jekla z aluminijem in niobijem Fig. 10 Relationship betvveen the rolling temperature and the mechani-cal properties of steel vvith aluminium and niobium deformacijsko inducirane rasti zrn ferita v presledkih med vtiki in med ohlajanjem. Logičen je zato sklep, da bi se najboljše lastnosti dosegle, če se zadnji vtik izvrši tik nad temperaturo premene avstenit-ferit in z začetkom valjanja pri temperaturi, ki zagotovi, da pride jeklo na končno temperaturo v normalnem ritmu valjanja. V mi-krostrukturi jekla najdemo le f e rit in lamelami perlit. V primeru, da temperatura navijanja traku ne presega 600 do 650 °C, bi bilo mogoče pri tej sestavi doseči lastnosti, ki ustrezajo kontrolirano valjanim jeklom, za katere je predpisana meja plastičnosti najmanj 350 N/mm!. V jeklu 2, ki je mikrolegirano z vanadijem, opazimo podobno evolucijo mehanskih lastnosti v odvisnosti od temperature valjanja. V vsem razponu temperature valjanja je raztezek zmanjšan za ca 1/3, kontrakcija je zmanjšana manj, pač pa sta znatno višji meja plastičnosti in trdnost, ki sta pri končnih temperaturah med 900 in 800 °C nad 1000 Slika 9. Odvisnost med temperaturo valjanja in mehanskimi lastnostmi jekla z aluminijem in vanadijem Fig. 9 Relationship between the rolling temperature and the mechani-cal properties of steel vvith aluminium and vanadium 900 800 700 Temperatura na koncu valjanja , °C Slika 11. Odvisnost med temperaturo valjanja in mehanskimi lastnostmi jekel z aluminijem, molibdenom in kromom Fig. 11 Relationship betvveen the rolling temperature and the mechani-cal properties of steel vvith aluminium, molybdenum, and chro-mium 500 oz. 600 N/mm2. Po osnovni sestavi jeklo le po vanadiju odstopa od jekla 1, mikrostruktura po valjanju pa je podobna, zato je seveda popolnoma naraven sklep, da gre razlika v mehanskih lastnostih na račun izločilne utrditve ferita z vanadijevim karbidom pri ohlajanju s temperature valjanja. Diagram na sliki 2 kaže, da je pri tem nastalo le malo VC. Vemo, da je tvorba tega disperzoida zelo hitra pri zadržanju jekla v razponu temperatur med 700 in 550 "C, s tem da nizke temperature izločanja povišujejo trdnost in zmanjšujejo duktilnost. Logičen je sklep, da je mogoče doseči ob podobnih pogojih valjanja, kot za jeklo 1, drugačne kombinacije mehanskih lastnosti, ki pa bodo zelo odvisne od temperature navijanja trakov, vse ob pogoju, da temperatura valjanja ne pade pod okoli 800 "C. V jeklu z niobijem se dosegata z valjanjem v razponu med 900 in 800 °C podoben raztezek in kontrakcija kot v primerjalnem jeklu, pač pa večje meja plastičnosti in trdnost, ki dosegata nad 500 oz. 600 N/mm2. Sodeč samo po kombinaciji trdnosti in duktilnosti, se mikrolegiranje z niobijem kaže bolj obetajoče kot mikrolegiranje z vanadijem. To mogoče tudi je, vendar je potrebno upoštevati še dva dejavnika. Eden je, da je mikrostruktura jekla z niobijem bolj neenakomerna zaradi nepopolne rekristali-zacije avstenita med valjanjem. Ni izključeno, da ta ne-enakomernost pri valjanju s končno temperaturo nad 800 °C ni posledica specifičnosti laboratorijskega valjanja in da bi se dosegla večja enakomernost pri industrijskem valjanju. Valjanje slaba v trak namreč traja več časa, vtikov je več, temperatura je višja, ohlajanje pa bolj počasno. Je torej več prilike za popolno rekristalizacijo avstenita pred zaključnimi vtiki, kar zagotavlja mikro-strukturo iz enakomernih poligonalnih zrn. Druga razlika je v dejstvu, da se izvrši izločilna utrditev ferita z NbC v enakem temperaturnem intervalu kot utrditev z VC, vendar je hitrost obeh zelo različna. Niobij ima manjšo difu-zivnost v feritu od vanadija, zato je izločilna utrditev zaradi NbC bolj počasna. S temperaturo navijanja je sicer mogoče razlike kompenzirati, ni pa mogoče seveda kompenzirati vsake razlike, ker je hitrost ohlajanja jekla v kolobarju pri enaki širini traka odvisna le od teže. To pomeni, da so za selekcijo optimalnega mikrolegirnega elementa, vanadij ali niobij, potrebni industrijski poskusi s preverjanjem različnih temperatur navijanja. Sodeč po diagramih na slikah 8, 9 in 10, bi bilo mogoče na osnovi relativno enostavne sestave doseči v kontrolirano valjanem stanju pri trakovih mejo plastičnosti 350 N/mm2 ob zadostni duktilnosti, z mikrolegiranjem z vanadijem ali z niobijem pa mejo plastičnosti do 550 N/ mm2 tudi ob sprejemljivi plastičnosti. Na sliki 11 je prikazana odvisnost med temperaturo valjanja in lastnostmi jekel 4 in 5. Na zapisu sila-deformacija se je meja plastičnosti odkrila le pri posamičnih preizkušancih, zato je v diagramu izpuščena. Dodatek kroma in molibdena, ki povečujeta kaljivost, ima podoben vpliv na lastnosti jekla v valjanem stanju. Trdnost se znižuje s temperaturo valjanja, izraziteje pri jeklu s kromom in molibdenom. To je dokaz, da je trdnost odvisna od kaljivosti. Ta se zmanjšuje, ko se zaradi zaporednih rekristalizacij zmanjšuje velikost zrn avstenita, ali pa zrna, ki ne rekristalizirajo dobivajo podolgovato obliko z veliko površino, kar tudi zmanjšuje kaljivost. Iz slike 12 je mogoče zaključiti, da bi bilo zelo verjetno mogoče doseči boljše kombinacije lastnosti jekla po kontroliranem valjanju, torej zadosten raztezek in mejo plastičnosti nad 600 N/mm', s primerno kombinacijo legiranja in valjanja ob dobro opredeljenih pogojih ohlajanja kolobarjev, s ciljem, da se doseže mi-krostruktura iz ferita, perlita in spodnjega bajnita ali mar-tenzita, od katere je mogoče pričakovati dobro kombinacijo trdnosti in duktilnosti, ki je značilna za dual jekla (1). SKLEPI Izvršeni so bili poskusi, s katerimi smo v laboratoriju simulirali proces valjanja tankih plošč na reverzirnem kvarto stroju. Poskusi so bili izvršeni na jeklih, izdelanih v laboratoriju. Vsa jekla so bila pomirjena z aluminijem, imela pa so še dodatke vanadija, niobija, molibdena in kroma. Valjanje se je izvršilo v razponu od 1200 do ca. 730 °C v več vtikih s povprečno redukcijo okoli 30 %. Po valjanju so bile plošče ohlajene na posteljici iz predgre-tega šamota. Na jeklih so bile izvršene standardne preiskave, ki so pokazale naslednje: — količina disperzoidnih faz AIN, NbC in VC, ki nastaja med valjanjem, je precej različna. Vanadij (močneje) in niobij pospešujeta tvorbo AIN med valjanjem; — če je temperatura konca valjanja jekla z aluminijem in vanadijem v razponu med 900 in 800 °C, se dosega enakomerna mikrostruktura in lastnosti z mejo plastičnosti do 500 N/mm2 ob zadovoljivi plastičnosti; — v istem razponu temperature valjanja se dosegajo v jeklih z niobijem še nekoliko boljše lastnosti, vendar je mikrostruktura manj enakomerna zaradi nepopolne rekristalizacije avstenita med vtiki; — v jeklih z molibdenom in kromom nastaja pri valjanju pri visoki temperaturi enakomerna mikrostruktura. Tehnoloških vidikov ni mogoče oceniti, ker je zaradi hitrega ohlajanja nastalo mnogo bajnita in martenzita, zaradi česar je duktilnost nezadostna; — pri temperaturah konca valjanja pod 800 °C je nastala v vseh jeklih neenakomerna mikrostruktura zaradi nepopolne rekristalizacije avstenita in ferita med valjanjem, deformacijsko inducirane rasti ferita med valjanjem in po njem in izmenjave ogljika med avstenitom in feritom in avstenitom pri valjanju v dvofaznem področju. Če je temperatura valjanja prenizka, da bi poprava odpravila deformacijsko utrditev ferita. se duktilnost jekla mnogo zmanjša; — končno kažejo rezultati, da je mogoče s primernim planom valjanja, ki zagotovi, da se zadnji vtik izvrši blizu temperature premene avstenit-ferit med valjanjem in pri ustrezni temperaturi navijanja mogoče doseči s kontroliranim valjanjem zelo dobre lastnosti pri relativno preprosti sestavi jekla. LITERATURA: 1. B. Pretnar: ŽEZB 17, 1983, 105-109. 2. T. Gladman, D. Dulieu in I. D. Mc Ivor: Microalloying 75, Union Carbide Corporation, New York, 1977, 32. 3. T. Tanaka, T. Tabata, T. Hatomura in C. Shiga: Microalloying 75, Union Carbide Corp., Nevv York, 1977, 107. 4. S. Gohda, T. Watanabe in J. Hashimoto: Trans. ISIJ 21, 1981, 6 5. A. Osojnik, T. Lavrič in F. Vodopivec: Žel. Zb. 14, 1980, 87. 6. F. Vodopivec, M. Gabrovšek, M. Kmetič in A. Rodič: Metals technology 11, 1984, 481. 7. F. Vodopivec, M. Kmetič in A. Rodič: ŽEZB 18, 1984, 9. 8. F. Vodopivec. M. Gabrovšek in J. Žvokelj: Transactions of ISIJ 28, 1988, 117. 9. W. Roberts: Scand. J. of Metallurgy 9, 1980, 13. ZUSAMMENFASSUNG Im Laboratorium wurden Versuche durchgefuhrt das VValzen von Feinblech an einem Reversierquartogerust zu simulie-ren. Die Walztemperatur lag in einer Spannvveite von 1200 bis 730 C, das VValzen ist in 6 Stichen durchgefuhrt vvorden mit einer durchschnittlichen Abnahme von 30 % tur den Stich. Die Versuche sind an mehreren Stahlen mit ungefahr gleicher Grund zusammensetzung mit Zusatz von Aluminium, Vana-dium, Niobium, Molibden und Chrom durchgefuhrt vvorden. Die Ergebnisse zeigen. dass im Falle vvenn die Endvvalztemperatur zvvischen 900 und 800 "C liegt moglich ist ein gleichmassiges und feinkorniges Mikrogefuge zu erhalten, vvelches bei der ein-fachen Zusammensetzung eine Plastizitatsgrenze von 350 M/ mm2 bei genugender Duktilitat zusichert. Im Stahl mit Zusatz von Niobium und Vanadium ist es moglich unter gleichen Be-dingungen eine Plastizitatsgrenze uber 500 M/mm2 bei genugender Duktilitat zu erziehlen, vvobei das Mikrolegieren durch Niobium etvvas effektiver ist. Bei niedriger Endvvalztemperatur vvird noch hohere Plastizitatsgrenze erreicht, jedoch vvird die Duktilitat stark verringert. Die Ursache liegt in dem, dass es sich wegen der niedrigen Temperatur die Verformungsverfesti-gung von Ferrit der zvvischen dem VValzvorgang entstanden ist nicht beseitigen lasst. Die Abvveseheit der Rekristallisation von Ferrit und teils Austenit vvahrend des VValzvorganges ist die Ursache fur das ungleichmassige Mikrogefuge von Stahl das mit einer Endvvalztemperatur unter 800 °C gevvalzt worden ist. Die Versuche ziegen, dass es moglich ist unter den Bedingungen, dass der VValzvorgang in der Temperaturspannvveite durchgefuhrt wird die es ermoglicht, dass vvahrend des Walzens die ubervviegende Menge von Austenit rekristallisiert, und nur we-nig Ferrit gebildet vvird, auch mit dem kontrolliertem VValzen am Reversierquartogerust eine sehr gute Kombination von Festig-keit und Duktilitat von Stahl bei preissgunstiger Stahlzusam-mensesetzung zu erreichen. Die Haspeltemperatur ist notig der Stahlzusammensetzung anzupassen so, dass durch die Aus-scheidungshartung oder durch die Umvvandlung eine optimale Kombination der Eigenschaften erreicht vvird. SUMMARY Laboratory test had the aim to simuiate the controlled roll-ing of thin sheet on a reversing four-high mili. Rolling temperature varied betvveen 1200 and 730°C. and rolling consisted of 6 passes vvith an average reduction of 30 % per pass. Tests vvere made wit several steels, having approximately the same matrix, but vvith additions of aluminium, vanadium, niobium, molybde-num, and chromium. The results show that uniform fine-grained microstructure ensuring yield strength of 350 N/mm2 and suffi-cient ductility for steel of simple composition is achieved if the final temperature of rolling is betvveen 800 and 900 °C. In steel vvith additions of niobium and vanadium the yield strength of 500 N/mm2 and sufficient ductility are achieved under the same conditions. vvhile microalloying with niobium is slightly more ef-fective. At lovver final rolling temperatures the obtained yield strengths are even better, but the ductilities are highly reduced. The reason is that due to low temperatures the deformation hardening is not eliminated from ferrite vvhich was formed dur-ing rolling. Absence of recrystallization of ferrite and of a por-tion of austenite during rolling causes an ununiform microstructure of steel vvhich was rolled at final temperatures belovv 800 "C. Experiments shovv that a good combination of strength and ductility can be achieved in controlled rolling on a four-high mili with the steel having cheap composition, if rolling is done in the temperature range when the most of austenite is recrystal-lized and a small amount of ferrite is formed during the rolling. The temperature of coiling must be adjusted to the steel composition in such a way that precipitation hardening or transfor-mation assures the optimal combination of properties. 3AKnhOMEHklE Bbino/iHeHbi Jia6opaTopHbie onbiTbi HMeriM ue/ib, MTo6bi cn-MynnpoBaTb kOHTpo/inpoBaHyto npokaTKy /imctobom CTanu Ha peBepcHBHOM npokaTHOM cTaHe KBapio. TewnepaTypa npokai-biBam-ih Benacb b anana30He oa 1200 no 730°c m Bbino/iHH/iacb b 6-tm nponycKoa b cpe^HeM npw6/i. 30 % Ha nponyck. OnbiTbi BbinO/lHHnMCb c HeCKOJlbKMMM COpTaMM CTa/lh OflHOpi m to>Ke ca-Moii 0CT0Me npn ao6aBKn a/ik)mmhmh, BaHaziMB, hmočmh, mo/ih6-aeHa n xpoMa. Pe3ynbTaTbi noKa3a/in, 4to b cnyMae, ecnn TeM-nepaiypa b kOHLie npokaTKn b MHTepBa/ie Me>K,ay 900 n 800 °c to mo>kho no/iy4mb paBHOMepHyio Me/ik03epHWCTyK5 MHkpoc-TpyKTypy, KOTopan očecnenuT npe/je/i n/iacTMUHOCTM 350 H/mm npn A0CTaT04H0Pi flykTnribHOCTM. B cia/ie c AOČaBkOfl hmočmh m BaHaana mo>kho npn Tex >ne caMbix ycjiOBnnx nonyMmb npeae/i nnacTMHHOOTu CBbitue 500 H/mm npn flOCTaiOHHOH flyktm^bHOC-tm, npuneM MMKponernpoBaHne c Hno&neM HeMHoro 6o;iee 3ekTHo. Flpu 6onee hh3koh TeMnepaType npokaTbiBaHun npe,ae/i n/iacTH4HOCTH ny4Lunii, ho ayKTn;ibHOCTb ropa3flo yMe- /lbiueHa. ripunuHa SToro b tom, hto BC/ieflCTBUM HM3koPi TeMne-paTypw Ha Bbifle/iaeTCfl flecfcopMauMOHHafl saKa/ina M3 cteppuTa, kOTopbm 06pa30Ba^cs b TeueHUH npokaTbiBaHun. OTcyrcTBne peKpncTann/i3ai4MM tteppma m 4ac™ aycTeHMTa bo bpemh npo-kaTblBaHMfl npMMMHa HepaBHOMepHOCTM MHkpOCTpykTypbl ct3/1m, kOTopas 6bma npokaiaHa npn TeMnepaType hmxne c npokaTbiBaHMeM, kOTopoe kOHTpo/iMpyeM na peBepcnBHOM CTaHe kBapTO mo>kho no/iyMHTb oneHb xopowyto KOMČMHaunKD TBepaocTb n nnacTutJiMKaumo CTa^M npn CTa^n HM3Koro kanecT-Ba. TeMnepaTypy HaMaTbiBaHns Haao npncnoco6nTb cocTaBy tak, HTo6bi oha bmecte c bbifle^ehnem 3aka^kn m^m c k3meheh-ne mo>kho nonyMHTb onTHMa/ibHyio kom6nhaunkd cbomctb. PRIKAZ Izdelava jekel v elektro obločni peči, sekundarna rafinacija v vakuumski napravi, kontinuirno vlivanje jekla, vlivanje jekla v kokile, vlivanje odlitkov v livarni, valjanja gredic, slabov in predtrakov na valjalnem stroju bluming, valjanje žice in profilov, valjanje debele pločevine PROIZVODNJE Toplo valjanje trakov na valjalnem stroju (štekel). hladno vlečenje žice. hladno vlečenje profilov, hladno valjanje trakov, proizvodnja žebljev. proizvodnja dodajnih materialov, izdelava hladno oblikovanih profilov, izdelava vratnih podbojev SLOVENSKE ŽELEZARNE 11 P UJ 64270 Jesenice. Cesta železarjev 8. telefon: (064) 81 231. 81 341. 81 441 teleks: 34526 ZELJSN. Jugoslavija, telegram: Železarna Jesenice V proizvodnem programu so naslednji izdelki: gredice, toplo valjana debela, srednja, in tanka pločevina, hladno valjana pločevina in trakovi, toplo valjana žica, hladno vlečena žica, hladno vlečeno, luščeno in brušeno paličasto jeklo, hladno oblikovani profili, kovinski vratni podboji, dodajni materiali za varjenje, žeblji, jekleni ulitki, tehnični plini Poleg navedenih izdelkov pa nudimo tudi storitve: valjanje v pločevino ali trak, vlečenje v žico ali paličasto jeklo, toplotne obdelave, raziskave oziroma meritve lastnosti jekla, računalniške obdelave, psihološke sociološke in ekološke študije, tehnološki inženiring Planetarna valjarna in razvoj delovnih valjev J. Gnamuš* UDK: 621.771.064:621.771.073.002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J Prispevek obravnava spoznavanje funkcionalnosti planetarne valjarne in probleme, ki se pogosto pojavljajo pri izdelavi kvalitetno izredno zahtevnih delovnih valjev za planetarno ogrodje. 1. UVOD Razvoj moderne tehnologije vročega valjanja je omogočil hiter razvoj valjarske opreme, posebno pa razvoj kvalitetnih delovnih valjev. V petdesetih letih je Dr. T. Sendzimir, poljski strokovnjak, razvil valjamo s planetarnimi valjarskimi ogrodji. Gre za par podpornih valjev, ki ju obkroža skupina majhnih satelitskih delovnih valjev, ki reducirajo vročo jekleno bramo ali kontinuirno ulit slab v toplo valjan trak v enem samem prehodu. Izdelava delovnih valjev za planetarno ogrodje je izredno zahtevna po metalurški plati, kakor tudi po mehanski obdelavi. Te vrste valjev v svetu uspešno izdelujejo samo tri firme. Delovne valje za planetarno ogrodje Pl 64 smo uvajali v začetku lanskega leta. Na osnovi raziskav smo izdelali komplet valjev s pripadajočimi rezervnimi valji. 2. VLOŽEK ZA PLANETARNO VALJARNO Za vroče valjanje debelih pločevin in tankih trakov se vedno bolj uporabljajo kontinuirno uliti slabi. Razvoj gre v smeri zmanjšanja debeline slabov, in sicer se danes že ulivajo slabi z razmerjem med debelino in širino 1:3, oziroma 1:40. Kvaliteta površine in metalurške lastnosti teh slabov so sprejemljive. Cilj razvoja je odliti slabe s čim manjšo debelino, in sicer naj bi bilo razmerje med debelino in širino 1:100. Temu razvoju sledijo tudi planetarne valjarne. V planetarni valjarni lahko valjamo naslednje materiale: nizkoogljična jekla silicijeva jekla visokoogljična jekla orodna jekla nerjavna jekla medenino in baker aluminij in Al-legure nikelj in Ni-legure titan in posebne legure 3. OPIS PLANETARNE VALJARNE Največja prednost planetarnih valjam pred koven-cionalnimi valjarnami je ta, da lahko valjamo slabe ne- skončne dolžine in proizvedemo neskončno velik kolobar v enem samem prehodu z nad 95 % redukcijo. Planetarna valjarna je dejansko prava konti valjarna, saj slabi potekajo drug ob drugem skozi ogrodje, to pomeni, da praktično nimamo opravka z začetki in konci slaba. Trak ima po celi dolžini enako obliko, površino in mi-krostrukturo. |l —1fM i K®. r flotolnrk 1 iSH ime Soodm *' dr. Janko Gnamuš, dipl. ing. met., SŽ Železarna Ravne ** Originalno publicirano: ŽZb 23, 1989, 3 "* Rokopis prejet: 1989-05-15 Slika 1: Planetarna valjarna Fig. 1 Planetary mili Planetarna valjarna, kot jo kaže slika 1, je sestavljena iz naslednjih delov: — nosilne mize za slabe — 20 m dolge konti peči za ogrevanje slabov — naprave za odškajanje — enega ali dveh parov dovodnih valjev — ogrodja planetarne valjarne — polirnih valjev — odvodne valjčnice in — navijalnika Vložek je vsestransko površinsko očiščen (brušenje) in ima dimenzijo 1300 x 125 x 16000 mm. Planetarna valjarna ne deluje po principu samodejnega podajanja. Poglavitna funkcija dovodnih valjev je, da potiskajo slab v planetarno ogrodje. Dovodni valji so nazobčani, da preprečujejo drsenje slaba nazaj. Redukcija debeline slabov je na tem ogrodju do 20 %. Vložek potuje skozi peč s hitrostjo 2 m v minuti. Končna debelina valjane pločevine je od 3,75 do 6,25 mm. Kapaciteta valjarne PL 64 je od 200 do 300 t/uro, odvisno od kvalitete pločevine, ki jo valjamo. Planetarne valjarne valjajo do 80 % nerjavne pločevine. Vsa pločevina se nadalje hladno valja na sendzimir ogrodju. Na sliki 2 je prikazan prečni prerez dovodnih valjev in planetarnega ogrodja. Podporna valja obkroža 48 delovnih valjev, katerih konci so pritrjeni na stranski obroč. Na sliki 3 vidimo geometrijo grabljenja valjev. Ko en par valjev zapušča trak, ga drugi par prične prijemati. Vsak par valjev se približno 200-krat na minuto dotakne pločevine. Po izhodu iz planetarnega ogrodja teče trak skozi polirno ogrodje in preko transportnih valjčkov v ravnalno vlečno ogrodje, kjer je stopnja redukcije od 7 do 15%, odvisno od željene končne kvalitete in debeline pločevine. Trak se nato navije na navijalnik. Kombinacija planetarnih in dovodnih valjev Fig. 2 Combination of planetary and feeding rolls / Slika 3: Shematsko prikazan oprijem valjev v planetarnem ogrodju Fig. 3 Schematically shovvn bite of rolls in planetary stand 4. IZDELAVA DELOVNIH VALJEV ZA PLANETARNO VALJARNO PL 64 Delovni valji (kot kaže slika 4) za planetarno valjamo morajo biti izdelani iz najkvalitetnejšega jekla, pretaljeni po EPŽ postopku in prekovani na GFM stroju. Jeklo mora biti homogeno, brez notranjih napak in nekovinskih vključkov. Toplotna obdelava je najboljša, če se izvede v zaščitni atmosferi, čepi pa se popustijo v solni kopeli. Vse navedene lastnosti in zahteve kupca lahko strnemo v naslednje metalurške zahteve, ki jim morajo ustrezati delovni valji za planetarno ogrodje: __/ t o oo oo i: KO \ K 20 140 1700 Slika 4: Shema delovnega valja Fig. 4 Sheme of vvorking roll 1. Na delovni površini valja ne sme biti (začetna dimenzija je 0 185 in minimalni premer je 0 172,4 mm) nobenih vidnih napak, ki bi jih povzročili vključki, pore in drugo, kar bi privedlo do površinskih napak na valjanem traku. 2. Telo valja mora imeti na površini trdoto 52—53 HRc in valj mora biti enakomerno prekaljen po celem preseku. Trdota čepov do začetka radiusa mora biti 40—43 HRc z enakomernim prehodom v kaljeno — popuščeno delovno površino. 3. Odpornost proti luščenju in drugim površinskim napakam mora biti zelo velika, za kar je potrebno zelo kvalitetno jeklo, brez velikih vključkov ali vidnih napak, z žilavo, drobnozrnato mikrostrukturo iz popuščenega martenzita z ugodno porazdeljenimi notranjimi napetostmi. 4. V strukturi morajo biti karbidi enakomerno porazdeljeni. 5. Valji ne smejo imeti notranjih napak, ki bi lahko povzročile prelom valja med valjanjem. Poenostavljeno povedano, valji morajo biti po kvaliteti enakovredni ali pa boljši od konkurenčnih firm (Hitachi, Creusot-Loire), ki jih kupci do sedaj uporabljajo. 5. POTEK IZDELAVE VALJEV — Vrsta jekla Odločili smo se za našo kvaliteto jekla Utop Mo 2, ki je zelo podobno jeklu H 13, iz katerega se izdelujejo ti valji. Izdelali smo modificiran Utop Mo 2 s povišanim molibdenom z naslednjo kemično analizo: 0,4 % C 1,1 % Si 5,2 % Cr 1 % V 1,7 % Mo — Topla predelava jekla Kovanje na GFM stroju pri temperaturi 1120—1150° C. Končna temperatura zadnjega prehoda je bila 920° C, pri tem pa je znašala deformacija okoli 20 %. — Toplotna obdelava valjev Poboljšanje valjev nam ni predstavljalo posebnih težav. Moramo pa poudariti, da so zahteve trdote v zelo ozkih mejah, kar zahteva dobre in natančne peči. — Popuščanje čepov Ta operacija toplotne obdelave nam je povzročila velike težave. V raziskavi smo preizkusili tri načine toplotne obdelave: — indukcijsko popuščanje čepov — plamensko popuščanje čepov — popuščanje čepov v solni kopeli Za indukcijsko popuščanje nismo dovolj opremljeni, da bi lahko dosegli zadovoljive rezultate. Plamensko popuščanje je sorazmerno enostavno. Željenih rezultatov pa kljub temu nismo dosegli, predvsem zato, ker popuščanja ne moremo izvršiti dovolj natančno. Popuščanje v solni kopeli nam je dalo zadovoljive rezultate. Postopek smo zlahka prenesli v proizvodnjo in pri tem dobili odlične rezultate popuščanja čepov. Meri- Slika 5: Razporeditev trdote po preseku valja Fig. 5: Hardness distribution across the roll cross section tve trdot na čepu in prehodu v telo valja so navedene na sliki 5 Trdote na začetku čepa so nekoliko pod zahtevanimi vrednostmi, vendar ne vplivajo na kvaliteto čepa in jih je tudi kupec akceptiral. Zelo pomembno je, da ima čep optimalne mehanske lastnosti, ker je med valjanjem najbolj izpostavljen močnim sunkom vzmeti, ki valje vrača v izhodni položaj po prehodu valjanca. Najpogostejši vzrok za izmeček valjev je ravno lom čepa. 6. REZULTATI TESTIRANJA VALJEV Članek je bil napisan že meseca julija 1988. Ker pa se je testiranje valjev pri kupcu zavleklo za več kot šest mesecev, ga objavljamo z zakasnitvijo. Valji so bili v januarju 1989. leta testirani in so pokazali dobre rezultate. Med prvim in drugim valjanjem so valje samo prebrusili. Po drugem valjanju in prebrušenju pa so jih tudi pregledali na ferofluksu in na njih niso našli nobenih površinskih razpok. Prav tako so izmerili trdote na delovni površini in ugotovili, da so v zahtevanih mejah. 7. ZAKLJUČEK Planetarne valjarne so doživele svoj poln razcvet v šestdesetih letih. Poleg razvoja valjarske opreme je vzporedno intenzivno potekal, in še teče, razvoj delovnih valjev. Konkurenca v proizvodnji valjev je v svetu čedalje večja in pri tem ima največjo vlogo kvaliteta. Valji so orodje za valjarne in so zato nepogrešljivi. Z uspešnim razvojem in proizvodnjo delovnih valjev za planetarno valjamo ter z njihovim testiranjem železarna Ravne ni osvojila samo nov proizvod za svetovni trg, ampak tudi dokazala, da je s svojo metalurško tehnologijo kos najbolj zahtevnim proizvodom. ZUSAMMENFASSUNG Im Beitrag wird die Entwicklung von Planetenwalzwerken und die Entvvicklung der ausserst auspruchsvollen Arbeitsvval-zen fur ein Planetenvvalzgerust behandelt. Beim Planetenvvalzgerust handelt es sich um ein Paar Stutzvvalzen die von einer Gruppe kleiner Satelitten Arbeitsvvalzen umkreisst vverden. und die vorgevvarmte Stahlbramme ins warmgewalzte Band in ei-nem einzigen Durchgang mit uber 95 % Abnahme reduzieren. Die Brammen durchlaufen den Ofen mit der Gechwindigkeit von 2 m in der Minute. Der Endprodukt ist VVarmgevvalztes Blech in der Diche von 3,75 bis 6.25 mm. es entspricht fur PL 64. Die Forderungen fur die Oualitat der Arbeitsvvalzen fur ein Planetenwalzwerk sind sehr hoch. sie mussen aus einen Quali-tatsstahl erzeugtvverden, nach dem ESU Verfahren umge-schmolzen vverden und an einer GFM Maschiene geschmiedet vverden. Bei der Entvvicklung dieser VValzen ist die grosste Auf-merksamkeit der Oualitat der VVarmebehandlung gevvidmet vvorden, da nach unserer Betrachtung neben der Stahlqualitat der Erfolg vor allem von der VVarmebehandlung abhangig ist. An die VVarmebehandlung werden zvvei vvichtige Forderungen gestellt: — die Harte der Arbeitsoberflache der VValze im geharteten und angelassenen Zustand muss vollkommen gleichmassig sein bzvv. es kann hochstens um einen Grad Rockvvell abvvei-chen: — die Harte im Ubergang von der Arbeitsoberflacke in den Zapfen muss uber den ganzen Ouerschnitt gleichmassig fallen. Die Fehler die vvahrend des VValzvorganges auftretten sind amhaufigsten am Ubergang von der Arbeitsoberflache in den Zapfen. SUMMARY The paper treats the development of planetary mills and the development of extremely demanding vvorking rolls for these mills. The planetary stand consists of a pair of supporting rolls which are surrounded by a cluster of small vvorking rolls. The latter reduce the hot steel slab ingot into a hot rolled strip in a single pass vvith the reduction of over 95 %. The charge travels through the furnace vvith the speed of 2 m per minute. Final product is the hot rolled sheet 3.75 to 6.25 mm thick, valid for PL 64. Demands for the quality of vvorking rolls for the planetary mili are expremely high. They must be made of the steel of the highest quality, remelted by the ESR process, and forged on the GFM machine. In the development of those rolls the most attention was given to the quality of heat treatment, since we are of the opinion that the final heat treatment is the greatest essential next to the quality of steel, Heat treatment has tvvo important influences: — hardness of the vvorking surface of the roll, as hardened and as tempered. must be completely uniform and permissible deviations are up to 1 HRC; — transition of hardness from the vvorking surface to the neck must be a uniform reduction of hardness over the vvhole cross section. Frequent defects vvhich appear during rolling are occuring just on the transition from the vvorking surface to the roll neck. 110 J Gnamuš Planetarna valjarna in razvoj delovnih valjev ŽEZB 23 11989) 3 3AKJ1fOMEHME B CTaTbe paccMOTpeHO pa3BMTMe n;iaHeTapHbix npoinaK3T 6o/ibi±ioe KoriM^ecTBo He6onbiunx caiaJinnTHbix pa6oMnx Ba/iKOB, KOTOpbie coKpamaKiT CTa/ibHyio 6paMy b ropfl4e npo-KaTHyio neHTy c oahmm nepexoaoM Ha 95% peayunpoBaHHfl. 3arpy3na npoxo/inT 4epe3 neHb c čbicipoToPi 2-yx mstpob b mm-HyTy. KoHe4Hbiii npoflyKT cocTaB/ineT ropane KaiaHas /lMCTOBap CTa/lb B TO/lLUMHe OT 3,75 — 6,25 mm, 4TO COOTBGTCTBy6T n/iaHeT-apHOMy Bamy 64. Tpe6oBaHnn MMSTb b pacnopameHHH ana n^aHeiapHoro npoKaTHoro CTaHa oneHb Be/iHKM, 3tm BanKu ao/i>KHbi 6biTb nsro-tob/iHbi M3 caMofi /iyMweM CTa/in nepen/iaB/ieHo noa 3UJ-nepe- n/iaBOM m nepeKOBaHO rM MauJKHoCi. I~lpn yc0BepweHCTB0Ba-hhm Ha.uo oco6oe bhmmahne yaennTb TepMU4ecK0fi o6pa6oTKM, Tan KaK m bi c^nTanM, mto KpoMe KanecTBa CTa/in ycnex 3aBMcm IViaBHblM 06pa30M OT KOHeMHOM TepMMMeCKOH o6pa6oTKH. TepMUMecKOfi o6pa6oTKM CTaBflTCfl cneayioLune flBa BawHbie Tpe6oeaHHR: — TBepAocTb pabo^ePi n0BepxH0c™ Bama b saKa/iehhom m B coctorhmm nOHH>«eHHR aon>KHa 6blTb BnO/IHe paBHOMepHafl OTHOcme/ibHO OTCTyn^eHne He CMeeT 6bHb Bbnue oahom eaeHH-ue no PoKBenny. — nepexoA TBepflocin ot pabonefi noBepxHocTM b i±ie(iKy BanKa aon>KeH paBHOMepHO noHHwaTbCH no BceMy ceMeHmo. HacTbie norpeiUHOCTH, KOTOpbie o6Hapy>KUBaioTCn b Te^eHnn npoKaTKH Me>Kfly pabo^ePi noBepxHOCTH B nepexozi nieMKM. Vpliv toplotne obdelave na odpornost izvijačev proti upogibu in zvoju F. Uranc"1 UDK: 620.17:621.785:669.14.018.29 ASM/SLA: Q1, Q5, AY, T6p, 2—64 UVOD Izvijači morajo imeti zadosti veliko zvojno trdnost, da se jim med uporabo ne odlomi vgreznjeni del. Obstajajo predpisi, ki terjajo od izvijačev, določene debeline stebla, določeno odpornost proti navoru. Tako naj bi izvijači, debeline 6 mm. vzdržali navor več od 12 Nm. Zgodilo se je že, da so izvijači vzdržali manjši navor, kot je predpisan. Ker so bili toplotno obdelani, kot je treba, je možen vzrok slabe kakovosti izvijačev le nezadostna kakovost jekla. Treba bi bilo primerjati ustreznost posameznih jekel, pa tudi poskušati z drugačnimi toplotnimi obdelavami do sedaj uporabljenega jekla. Medtem ko lahko vpliv toplotne obdelave na lastnosti že uporabljenega jekla ugotavljamo kar z zvojnim preizkušanjem izvijačev, je preizkušanje lastnosti drugih jekel nekoliko težje, saj nimamo izvijačev iz takih jekel. Jekla, ki so toplotno obdelana na tako visoko trdoto, kot jo imajo izvijači, moremo z zanesljivo natančnostjo preizkušati le zvojno ali upo-gibno, in seveda določati trdoto. Ker imamo od jekel, ki jih šele mislimo vpeljati v proizvodnjo izvijačev, na voljo le paličasto ali žičasto jeklo, ki ga je lažje preizkušati upogibno kot zvojno, smo poskušali najti odvisnost med zvojnimi in upogibnimi lastnostmi izvijačev. Na takšni osnovi bi potem mogli primerjati med seboj kar upogibne lastnosti različnih jekel, da bi ugotovili, katero jeklo in kako toplotno obdelano je najboljše za izvijače. Upogibali smo žice, debelin do 3 mm, na podporah, ki sta druga od druge oddaljeni 30 mm. Izvijače (debelin 5 alil 6 mm) smo upogibali na podporah, razmaknjenih za 75 mm. Pomični trn je pritiskal na preizkušanec v sredini med mirujočima podporama. 1. VPLIV AV3TENITIZACIJSKE TEMPERATURE NA ODPORNOST JEKLA Č4830 — VCV150 PROTI UPOGIBANJU IN IZVIJANJU a) Največja upogibna sila Ta je pri tenkih žicah (debeline do 2 mm) enaka po avstenitizaciji pri 870° C ali 900° C, pa tudi po avstenitiza-ciji pri 930° C, če ji ne sledi popuščanje na previsoko ali prenizko temperaturo (si. 1, 2). Pri debelejših (debeline 3 mm) je upogibna sila enaka le po avstenitizaciji pri 870° C in 900° C (si. 3), toda tudi še po popuščanju na 350° C. a -a cn o 'Co O > Cj* aj > o Franc Uranc, mag. dipl. ing. met., SŽ 62390 Ravne na Koroškem > * * Originalno publicirano: ŽZB 23, 1989, 3 '• Rokopis prejet: 1989—05—05 Železarna Ravne, 870 900 930 Avstenitizacijska temperatura (°C) Slika 1 Največja upogibna sila in upogib ob tej sili v odvisnosti od av-stenitizacijske temperature. Žica debeline 1,6 mm, jeklo Č4830 — VCV150. Razdalja podpor 30 mm. Trije enaki preizkušanci. Popuščanje: 1 . . . 180° C, 2 . . . 200° C, 3 . . . 230°C, 4 . . . 250°C. Fig. 1 Maximal bending force and flexure at this force depending on the austenitization temperature. Wire 1.6 mm thick, of Č 4830 — VCV 150 steel. Span length betvveen supports 30 mm. Three equal test specimens. Tempering: 1 —180°C, 2—200°C, 3—230°C, 4—250°C Še debelejši preizkušanci (izvijači, debeline 5 mm) so pokazali enako silo (si. 4) odpornosti po kaljenju z 900° C kot po kaljenju z 870° C in preizkušanci, debeline 6 mm, so vzdržali malo večjo silo po kaljenju z 870° C kot z 900° C. b) Upogib ob največji upogibni sili Upogib tenkih žic (1,6 mm) je tem večji, kolikor večja je avstenitizacijska temperatura v območju 860—930° C, če ne popuščamo nad 200° C. Po višjem popuščanju se ne pozna več vpliv avstenitizacijske temperature (si. 1). -I-1-1- 870 900 910 Avstenitizacijska temperatura (°C) VCV150 Slika 2 Največja upogibna sila in upogib ob tej sili v odvisnosti od av-stenitizacijske temperature. Žica debeline 2 mm je iz jekla Č4830 — VCV150. Razdalja podpor 30 mm, po tri žice so enako obdelane. Popuščanje: 1 . . . 180° C, 2 . . . 200° C, 3 . . . 230°C, 4 . . . 250° C. Fig. 2 Maximal bending force and flexure at this force depending on the austenitization temperature. Wire 2 mm thick. of Č 4830 — VCV 150 steel. Span length betvveen supports 30 mm, by three vvires equally treated. Tempering: 1 —180°C, 2—200°C, 3—230°C, 4—250°C Žice, debeline 2 mm, kažejo (si. 2) ugoden vpliv zvišanja avstenitizacijske temperaturena 900° C, le če so po kaljenju popuščene pri 200° C. Če jih popustimo pri višjih temperaturah, se upognejo enako tiste, ki so kaljene z 870° C ali z 930° C (popuščene pri 250° C) ali pa se višje avstenitizirane celo manj upognejo (popuščene pri 230° C). Debelejši preizkušanci (3 mm) kažejo že po popuščanju na 200° C ali 260° C (si. 3) škodljivost zvišanja avstenitizacijske temperature, saj upogib pade že zavoljo zvišanja te temperature od 870° C na 900° C. Še debelejši preizkušanci (izvijači, debeline 5 mm) niso pokazali (si. 4) vpliva avstenitizacijske temperature na upogib, toda izvijači, debeline 6 mm, so se veliko manj upogibali, če so bili avstenitizirani pri višji temperaturi, kot pri nižji (n. pr. 870° C). c) Največja sila elastičnosti Sila do elastičnega upogiba kaže podobno odvisnost od avstenitizacijske temperature kot največja upogibna sila. To vidimo iz podatkov upogibanja izvijačev (si. 4). d) Elastična deformacija je seveda sorazmerna elastični sili pri nateznem obremenjevanju, pa tudi pri upogibanju lahko pričakujemo takšno sorazmernost, vendar jo opažamo le pri pre- 1700 1600 51500 a Co C 1400 -c, en c a. o1300 > i—J CJ Z 1200 1100 Avstenitizacijska temperatura (°C) Slika 3 (a, b) Največja upogibna sila in upogib ob tej sili v odvisnosti od avstenitizacijske temperature. Žica debeline 3 mm je iz jekla C4830 — VCV 150. Razdalja podpor 30 mm. Fig. 3 (a, b) Maximal bending force and flexure at this force depending on the austenitization temperature. VVire 3 mm thick of Č 4830 — VCV 150 steel. Span length betvveen supports 30 mm. izkušanju tanjših izvijačev (si. 4). ne pa pri tistih, debeline 6 mm. Celotni upogib bo večji po višjem popuščanju, e) Zvojne lastnosti Vpliv avstenitizacije na zvojne lastnosti je težje meriti, ker sta pri zvojnem preizkušanju zelo pomembna poleg premera tudi dolžina preizkušanca in lastnosti po vsej prostornini in površini preizkušanca. Izsledki so po- 840 870 900 930 ŽEZB 23 (1989) 3 F Uranc. Vpliv toplotne obdelave na odpornost izvijačev proti upogibu in zvoju 113 7000- 6000- 5000' 4000 — 3000 z S 2000- i/I g 1000 • Izvijači t 6mm □ E E ~ 20- rsJ p . , \rmax Upma* \ a_e -Q O -Q \ v**---\ L^Pe, O a- 10- Uel ----* Poskusi o. I □ n Izvijači i 5mm 4000-3000' 2 000-1000 ■ Upm 20 -n------R-—-J Pel el upoaib Poskusi o I o n Mf- 4 ~ 3 S 2 m ^ x 1 840 870 900 930 960 990 Temperatura austenitizaci|e (°C) Slika 4 Upogibne lastnosti izvijačev debelin 5 in 6 mm. Razdalja med mirujočima podporama je 75 mm. Jeklo Č4830 — VCV150. Kaljeno v olju in popuščeno pri 200° C. Trdota 54,5—55,5 HRC. Fig. 4 Bending properties of screvvdrivers, 5 and 6 mm thick. Span length between fixed supports 75 mm. Č 4830 — VCV 150 steel. quenched in oil and temperared at 200° C. Hardness 54.5-55.5 HRC. dobni kot pri upogibnem preizkušanju, le da so manj natančni, ker je bil preizkus na navor zelo preprost: Rezilo izvijača smo vtaknili v DVM zarezo žilavostne-ga preizkušanca, na sploščeni (normalno v ročaju) del izvijača pa smo pritrdili z vijakoma matico, katero smo nato obremenjevali z momentnim ključem. Navor, potreben za odkrušitev rezila izvijača (si. 5). se nad določeno avstenitizacijsko temperaturo začne zmanjševati in ta temperatura je nižja pri debelejših (870° C pri debelini 6 mm) kot pri tanjših izvijačih (930° C pri debelini 5 mm). 2. VPLIV POPUSCNE TEMPERATURE NA UPOGIBNE LASTNOSTI a) Upogibna sila Poglejmo si najprej vpliv avstenitizacije in popuščanja. Žice, debelin 1,5 ali 2 mm (jeklo Č4830 — VCV150), so vzdržale največjo silo upogiba po kaljenju z 870° C tedaj, kadar so bile popuščene na 180° C (si. 6). Kot vidimo, velja to predvsem za žice, debeline 2 mm, medtem ko so tanjše manj občutljive ter jih lahko popuščamo tudi na 230° C. Podobno se obnašajo tanke žice, če jih kalimo z 900 ali 930° C. Žice. debeline 2 mm. pa je po takem kaljenju najboljše popuščati pri 200° C. Ker je popuščanje na 200° C najugodnejše tudi na žice. debeline 3 mm, kaljene z 870 ali 900° C (si. 3 a), lahko to po-puščno temperaturo vzamemo kot najprimernejšo za doseganje velike trdnosti. 840 870 900 930 960 990 Temperatura austenitizacije °C Slika 5 Zvojne lastnosti izvijačev debelin 6 in 5 mm. Jeklo Č4830 — VCV150. Kaljeno v olju in popuščeno pri 200° C. Trdota 54,5—55,5 HRC. Fig. 5 Twisting properties of screvvdrivers, 6 and 5 mm thick. Č4830 — VCV 150 steel. Ouenched in oil and tempered at 200° C. Hardness 54.5—55.5 HRC. 500 -J400 "300 200 '100 C4830VCV150 Žico debeline o- 1,6mm □........2mm Upogib --- 20 i s CLe 10 180 200 220 240 popuščna temperatura (°C) 260 Slika 6 Največja upogibna sila in upogib ob tej sili v odvisnosti od po-puščne temperature. Razdalja podpor je 30 mm. Jeklo Č4830 — VCV150. Avstenitizacijska temperatura je 870° C. Fig. 6 Maximal bending force and flexure at this force depending on the tempering temperature. Span length of supports 30 mm. Č 4830 — VCV 150 steel. Austenitization temperature 870° C. Debelina stebla izvijača •. K- □ ■ 0 5mm O 0 6 mm 12- yo e / z 10 - / L- O / > O C 8- m/ t LJ ai 6- i > a z k- Temperatura avsfenitizacije; o □ 870 °C 2- o □ 9 30 °C 950 °C i i i i 1 2 3 4 5 6 Največja upogibna sila (v 1000 N ) Slika 7 Največja sila pri upogubu in največji navor pri zvoju izvijačev iz jekla Č4830 — VCV150. Trdota 54,5—55,5 HRC. Razdalja podpor pri upogibu je 75 mm. Fig. 7 Maximal bending force and maximal torque in tvvisting screvv-dTivers made of Č 4830 — VCV150 steel. Hardness 54.5—55.5 HRC. Span length betvveen supports 75 mm. b) Upogib Kot kaže slika 6, je upogib ob največji upogibni sili sorazmeren popuščni temperaturi vse od 180 do 230° C (jeklo Č4830 - VCV150). 3. SOODVISNOST ODPORNOSTI PROTI UPOGIBU IN ODPORNOSTI PRI ZVOJU Upogibni preizkus je razmeroma natančno določen, zato so tudi izsledki primerljivejši, kot so izsledki zvojne-ga preizkušanja. Zaradi tega moramo vedeti, koliko so uporabni rezultati upogibnega preizkušanja za toplotno obdelavo pozneje zvojno obremenjenih izvijačev. Slika 7 kaže premočrtno soodvisnost največje upo-gibne sile z največjim navorom, ki so ga vzdržali izvijači iz jekla Č4830 — VCV150. Le pri majhni upogibni sili 2000 N se pojavi odstopanje od premice, vendar v pozitivno smer. To neskladje morda lahko pripišemo ravno nenatančnosti zvojnega preizkušanja. 4. SKLEPI Upogibni in zvojni preizkusi žic in izvijačev, debelin od 1,6 do 6 mm, iz jekla Č4830 — VCV150 so pokazali: Največja upogibna sila in sila za elastični upogib se s spreminjanjem avstenitizacijske temperature podobno spreminjata. Največja upogibna sila je sorazmerna največjemu navoru, zato lahko za ugotavljanje učinkov toplotne obdelave uporabimo upogibni preizkus. Za dosego največje upogibne sile in upogiba ob tej sili je izvijače iz jekla Č4830 — VCV150 najboljše kaliti s temperatur med 870 in 900° C. Pri tem je dobro kaliti tanjše izvijače z 900° C in debelejše z 870° C. Popuščanje pri 200° C je najboljše. ZUSAMMENFASSUNG Ein Stahl mit 0,5% C, 1 % Cr, 0,8 % Mn und 0,15% V der auch zur Erzeugung von Schraubenziehern angevvendet wird ist nach verschiedener VVarmebehandlung im Biege und Ver-drehversuch untersucht worden. Die grosste Biegebelastung ist bei allen Proben verhalt-nissmassiggleich der Elastizitatsgrenze und dem grossten Moment die ein Schraubenzieher ertragen kann. Geeignete Austenitisierungstemperatur betragt 870— —900° C und die Anlasstemperatur ist 200° C. SUMMARY Steel with 0.5 % C, 1 % Cr, 0.8 % Mn, and 0.15 % V which is also used for screwdrivers was tested on bending and tvvisting after various heat treatment processes. The biggest bending force was for ali the test pieces pro- portional to the yield strength and the greatest torque vvhich the screwdriver must stay. The suitable temperature of austenitization is 870 to 900° C, and tempering temperature 200° C. 3AKfllOMEHME Craflb c coaep>KaHneM 0,5 % C, 1 % Cr, 0,8 % Mn m 0,15 %V, KOTOpafl ynoTpe6rmeTCR ajir H3r0T0B/ieHHfl OTBepTOK 6bi/ia mc-nbuaHa, noc/ie pa3/iMMHbix cnocočoB TepMMHecKOM o6pa6oTKM, Ha M3rn6 m CKpyHMBaHkie. CaMas BbiconaH npoHHoeTb Ha M3rn6 npn Bcex ncnbuaHHbix o6pa3uax cootbetcibyet ajlactmhhoctm m caMoCi 6onbiuofi bhh-tobom Hape3KM, KOTOpblX Bblflep>«HBaeT OTBepTKa. CooTBeTCTByKDLnaH TeMnepaiypa aycTeHH3aunn ne>kht b hh-TepBa/ie 870—900° C, a chrtur Hanps>KeHnn npn 200° C. TEHNIČNE NOVICE Jekla za verige F. Legat*1 UVOD V proizvodnji verig poznamo dva najbolj pogosto uporabljena sistema varjenja: — varjenje jekel klasično električno uporovno, kjer se jeklo na spoju zaradi povečanja upornosti pri prehodu toka segreje in nato s stiskanjem spoji. Nastali greben — grad se obreže s posebnimi noži; — drugi način je sistem varjenja, kjer po kratkem stiku obeh spojenih delov dobimo tokovni lok. Ta lok segreva material na tako visoko temperaturo, da ogljik začne zgorevati. Gorenje je burno in tako leti ogljik z ostalimi kapljicami jekla iz spojnega dela. Ko je določena količina ali dolžina materiala odgorela, pritisk spoji oba dela. Nastali grad prav tako obrežemo s posebnimi noži. Na prvi način lahko varimo navadna nizkoogljična in nepomirjena jekla. Pri procesu varjenja v varu nastajajo oksidi, ki se pri stiskanju iztisnejo iz vara, vendar ne v celoti. Zato ima var še vedno razne vključke in izceje ter ga štejemo kot 90 % var. Napake v varu se pri poboljša-nju ali samem kaljenju še povečujejo, zato na ta način izdelujemo samo navadne verige. To so verige, ki so po varjenju le normalizirane zaradi izenačitve litih in pregretih kristalnih struktur preko vara. JEKLA: V ta namen uporabljamo danes jekla, ki jih obdeluje DIN 17115, danes najbolj popolna norma: C Si Mn Č 1102 N ust 35.2 Č 1102 P RSt 35.2 Č 1102 St 35.3 0.06-0.14 0.06—0.12 0.06-0.12 sledovi do 0.25 do 0.28 0.40-0.60 0.40-0.60 0.50-0.70 P S Al Č 1102 N USt 35.2 Č 1102 P RSt 35.2 C 1102 St 35.3 max. 0.040 max. 0.040 max. 0.040 max. 0.040 max. 0.040 max. 0.040 0.020-0.050 Jeklo se uporablja običajno nežarjeno v valjanem stanju, luženo ali peskano. Za nižje dimenzije pa vlečeno s primerno deformacijo in brez vmesnega žarjenja. Jekla za te verige imajo naslednje mehanske lastnosti: Re meja elast. N/mm! Rm trdnost N/mm2 A5 raztezek % URSt 35.2 RSt 35.2 St 35.3 215 215 215 345—440 345-440 345—440 30 30 30 Na drugi način pa lahko varimo vsa jekla, ki se praktično uporabljajo za verige. Nekaj težav povzročajo le vi-sokolegirana Cr-Si jekla, Al jekla ter siva litina. Ker pa ta ne pridejo v poštev pri proizvodnji verig, jih tu ne obravnavamo. V to področje jekel spadajo vse kvalitete, ki jih navaja DIN 17115, kjer obravnava jekla za proizvodnjo verig. To so: nelegirana jekla C Si Mn Pmax. Smax. 15Mn3AI 0.12 -0.18 do 0.20 0.7 -0.9 0.040 0.040 21Mn4AI 0.16 -0.24 do 0.25 0.8 -1.1 0.040 0.040 21MnSi5 0.18 -0.24 0.25-0.45 1.1 -1.6 0.040 0.040 27MnSi5 0.24 -0.30 0.25-0.45 1.1 — 1.6 0.040 0.040 St 52 V 0.21 -0.26 0.25-0.45 1.1 — 1.6 0.040 0.040 Al Cr Ni V 15Mn3AI 21Mn4AI 21 MnSi5 27MnSi5 St 52 V 0.020—0.050 0.020-0.050 0.020-0.050 0.020-0.050 0.020-0.050 0.25-0.35 0.20-0.30 0.08-0.11 V tej grupi najdemo predvsem jekla za rudarske verige, DIN 22252-I, in jekla za sidrne verige kvalitetnih stopenj II. in III. Pri nas imamo sicer za te verige razvito drugo jeklo, St 52 V ali Č 8330 po naši JUS oznaki. sti: Ta nelegirana jekla imajo naslednje mehanske lastno- N/mm! Re meja elastič. N/mm! Rm trdnost a5% Raztezek Kontrakcija z% 15Mn 3AI normali- 245 440—540 25 _ 21 Mn 4AI zirano 295 490—635 22 — 21 MnSi5 pobolj- 785 980 8 40 27Mn Si5 šano 785 980 8 40 St 52 V normali- zirano 480 700 17 55 St 52 pobolj- šano 860 1060 17 55 Temperature normalizacije: 900—920°C za vse tri kvalitete. Predvidena toplotna obdelava: Franc Legat, dipl. ing. met., Veriga Lesce Mehko žarj.0 C Norma-liz.°C Kal j.0 C Popušč. ° C 15MnAI3 — 890-910 — — 21MnAI4 — 890-910 — _ 21MnSi5 650-720 880-910 880 400 27MnSi5 650-720 880-910 880 400 St52V 680-720 870-910 870 420 Naslednja bolj zahtevna skupina pa so posebna mi-krolegirana jekla. Ta vsebujejo poleg osnovnih elementov, ki spremljajo jeklo, še Cr, Mo, Ni in včasih tudi Nb. Dostikrat proizvajalci jekel Mo zamenjajo s Ti ali V, vendar ta zamenjava ni čisto enakovredna, ker ima drugačne vezave z železom, ogljikom in jeklom v celoti. Ta mikrolegirana jekla pa se uporabljajo za vse viso-koodporne elevatorske, rudarske in druge verige, ki pridejo toplotno obdelane — poboljšane ali kako drugače utrjene. Ta jekla so: Si Mn Smax. Pmax. DIN 20NiCrMo2 0.17— 0.23 max 0.25 0.6- ■0.9 0.020 0.020 DIN 20NICrMo3 0.17— 0.23 max. 0.25 0.6- •0.9 0.020 0.020 DIN 23MnNiCrMo52 0.20— 0.26 max. 0.25 1.1- -1.4 0.020 0.020 DIN 23MnNiCrMo53 0.20— 0.26 max. 0.25 1.1- •1.4 0.020 0.020 JUS Č 7435, DIN 23MnNiCrMo54 0.20— 0.26 max. 0.25 1.1- ■1.4 0.020 0.020 Al Cr DIN 20NiCrMo2 0.020- -0.050 0.35- -0.65 DIN 20NICrM03 0.020- -0.050 0.35- -0.65 DIN 23MnNiCrMo52 0.020- -0.050 0.4 - -0.6 DIN 23MnNiCrMo53 0.020- -0.050 0.4 - -0.6 JUS Č 7435, DIN 23MnNiCrMo54 0.020- -0.050 0.4 - -0.6 Mo Ni DIN 20NiCrMo2 0.15 -0.25 0.4- -0.7 DIN 20NICrM03 0.15 -0.25 0.7- -0.9 DIN 23MnNiCrMo52 0.2- -0.3 0.4- -0.7 DIN 23MnNiCrMo53 0.2- -0.3 0.7- -0.9 JUS C 7435, DIN 23MnNiCrMo54 0.2- -0.3 0.9- -1.1 S in P skupaj maksimalno 0.035 %, kar je zelo pomembna omejitev. Mehanske lastnosti v poboljšanem stanju: Re meja RM Razte- Kon- Žilavost elastič. trdnost zek trakc. (ISO-V) N/mm2 N/mm2 a5% Z % J 20NiCrMo2 980 1180 10 50 40 20NiCrMo3 980 1180 10 50 40 23MnNiCrMo52 980 1180 10 50 40 23MnNiCrMo53 980 1180 10 50 40 23MnNiCrMo54 980 1180 10 50 40 Norma- Mehko Kalje- Po- liz. °C zarj. °C nje °C pušč. "C 20NiCrMo2 870- -900 650- -720 870 -890 min. 400 20NiCrMo3 870- -900 650- -720 870- -890 min. 400 23MnNiCrMo52 860- -890 650- 720 860- -880 min. 400 23MnNiCrMo53 860- -890 650- -720 860 -880 min. 400 23MnNiCrMo54 860- -890 650- -720 860- -880 min. 400 Ker ta jekla spadajo že v grupo trših legiranih kvalitet, ki delno zakalijo že na zraku, moramo upoštevati tudi trdnost v valjanem stanju. Če upogibamo verigo v toplem, so zahteve drugačne, kot če je upogibanje izvedeno v hladnem. V obeh primerih pa je važno rezanje bodisi na škarjah ali na posebnem stroju ali pa rezanje na žagah. Prav zato navajamo tudi tabelo mejnih vrednosti mehanskih lastnosti za teh pet jekel in še na zadnji dve jekli iz prejšnje grupe. To so maksimalne vrednosti, ki jih mora proizvajalec zagotoviti za uspešno rezanje pri pripravi surovcev. Predpisane maksimalne vrednosti so: Rm trdnost N/mm2 Trdota HB (30) HV (10) 21MnSi5 860 255 268 27MnSi5 860 255 268 20NiCrMo2 860 255 268 20NiCrMo3 860 255 268 23MnNiCrMo52 860 255 268 23MnNiCrMo53 860 255 268 23MnNiCrMo54 860 255 268 Vse te vrednosti so bile ugotovljene po naslednjem termičnem postopku: kaljenje 880 0C/voda, popuščanje minimalno 400 °C Sicer so postopki in temperatura za posamezna jekla naslednji: S temi mejnimi vrednostmi se jeklo lepo enakomerno reže, žaga, pa tudi upogibalni stroji, ki upogibajo verige v hladnem direktno iz kolobarjev, tečejo dosti bolj mirno in brez pretirane obrabe orodja. Jeklo pa se običajno pripravlja v dveh oblikah: a) valjano v vročem, — v tem stanju luženo ali peskano, nato se lahko upogiba v hladnem, kar pa pride v poštev le za navadna mehka jekla; b) vlečeno jeklo v kolobarjih ali palicah. Za upogibanje v toplem je priprava običajno samo rezanje in čiščenje, kar naredimo s peskanjem, včasih pa tudi z luženjem. Naša jekla imajo tolerance ±0.5 mm do 016 mm, naprej pa že ±0.75 mm. Za stroje, ki varijo na obžigalni način, ta toleranca ni odločilna, če ni posredi še oval-nost. V takem primeru pa je obraba elektrod večja, obraba nožev prav tako; na splošno_stroji tečejo z velikimi zastoji in majhnim izkoristkom. Če so posredi še površinske napake, kot: risi, vključki, luske, zažganost, razogljičenost, zava-Ijanost in podobno, pa je upogibanje samo valjanega jekla v hladnem že problematično. Mikrolegirana jekla imajo zaradi ohlajevalne hitrosti pri valjanju že zakaljena mesta, kar se kaže v povečani trdnosti, ki se nahaja v področju 700 do 900 N/mm2 in v majhni sposobnosti preoblikovanja. Prav zaradi teh napak pa je vedno bolj aktualna priprava jekla v vlečenem stanju. Poudariti moramo, da je pravilno valjanje v tolerancah z minimalnimi površinskimi napakami in dobrim žar-jenjem po valjanju, ki daje ugodne mehanske lastnosti za hladno upogibanje, še vedno cenejše, kot vlečenje po predpisanem postopku. Ker pa jeklarne niso povsod dobro opremljene za zagotovitev teh osnovnih zahtev, pa se po svetu in tudi že pri nas vedno bolj uveljavlja vlečenje z ustreznim termičnim postopkom. Priprava se vnaša tudi že v norme. Rezultat takega postopka je seveda prava trdnost, dober raztezek in kontrakcija. kar je osnovno zagotovilo za dobro upogibanje v hladnem. V takem primeru lahko računamo na zelo enakomerne člene, simetrično upognjene, brez posebnih odtisov in dodatnih elastičnih napetosti v hrbtnem delu člena. Površina nam zagotavlja dobre spoje z elektrodami, kar ima za posledico optimalno varjenje in nima nobenih napak zaradi zažiganja na površini. Kakšne variante so možne in celo predpisane že v novih normah, nam kaže naslednja tabela: Rm N/mm* HB trdota Trdnost Trdota Trdnost max. Trdnost Trdota Trdnost Trdota 21 MnSi5 680 200 810 240 27MnSi5 710 210 850 250 _ 20NiCrMo2 710 210 850 250 610 180 740 220 20NiCrMo3 710 210 850 250 610 180 740 220 23MnNiCrMo52 790 235 930 275 710 210 850 250 23MnNiCrMo53 790 235 930 275 710 210 850 250 23MnNiCrMo54 790 235 930 275 710 210 850 250 Mehko žarj. (G) ali hladno vleč. in mehko žarj. (K + G) Hladno vleč. mehko žari in Žarj. na okrog. oem. (GKZ) Hladno vleč. in žarj. na okr. hladnn ulpn (kj-r.uk* ali hladno vlec. in zarj. na cementit in zopet hI. hladno vlec. (K + G + K) okrogli cementit (K + GKZ) vlečeno (K + GKZ + K) Vse navedene vrednosti so mejne maksimalne vrednosti. do katerih smejo segati lastnosti v praktičnem stanju. Kot je bilo že rečeno, je še vedno cenejše upogibanje v hladnem iz valjanega materiala, če to jeklo nima drugih napak, ki občutno vplivajo na naslednje operacije pri proizvodnji verig. Posebej je pa treba gledati na samo površino, ne samo zaradi napak na površini, pač pa tudi na razogljiče-nje. Prav razogljičenje je dostikrat vzrok premajhnih površinskih trdot po kaljenju in tudi prenizkih trdnosti. Zato je treba resno upoštevati naslednje predpisane tolerance: Premer v mm D Dovoljena maks. globina razogljičenja v mm do 8 0.10 8-12 0.12 12-17 0.16 17-23 0.20 Premer v mm D Dovoljena maks. globina razogljičenja v mm 23-27 0.24 nad 27 (0.007 d)+ 0.05 Druga vrednost, ki je zelo pomembna, pa je sama sestava jekla. Jekla imajo po normah in po predpisu proizvajalca dane analizne meje za posamezne elemente. Kljub temu pa pri proizvajalcih jekla pride dostikrat do odstopanj, ki povzročajo težave proizvajalcem verig. Tolerance za kosovne analize so naslednje: Element Analizna meja % Dovoljeno odstopanje v % C do 0.30 0.02 Si do 0.45 0.03 Mn do 1.0 0.04 od 1.0 do 1.60 0.06 P do 0.040 0.005 S do 0.040 0.005 Al do 0.050 + 0.010 -0.005 Cr do 0.65 0.05 Mo do 0.30 0.03 od 0.30 do 0.60 0.04 Ni do 1.0 0.03 od 1.0 do 1.10 0.04 Ker so ta jekla namenjena visokoodpornim in poboljšanim verigam, je zelo važno, kako se kakšno jeklo pri poboljšanju obnaša. Prav zato je pomemben kalilni preizkus in sploh krivulja trdot glede na oddaljenost od površine. Bolj natančne rezultate nam kaže tabela: Trdota v HRC — oddaljenost od površine 1.5 3 5 7 9 11 13 15 20 25 30 mm 20NiCrMo2 max 48 47 44 41 35 32 30 29 26 24 23 min 40 37 32 27 23 — — - — - — 20NiCrMo3 48 47 44 41 35 33 32 31 28 26 25 40 37 32 27 23 — — — — — — 23MnNiCrMo52 52 51 50 48 46 45 44 44 43 42 40 40 40 38 35 33 31 29 27 26 25 — 23MnNiCrMo53 52 51 50 48 47 46 46 46 45 44 42 40 40 38 35 33 32 31 29 28 27 25 23MnNiCrMo54 52 52 51 51 50 50 49 49 48 47 46 44 43 41 39 38 37 36 35 33 31 30 Kot hladilno sredstvo pri kaljenju se običajno uporablja voda ali hladilno sredstvo, ki ima boljšo ohlajevalno hitrost kot olje. Po novih postopkih se za poboljšanje uporablja za kaljenje peč, ki segreva izdelke z indukcijo. Popuščanje teče lahko na klasičen način v globinski riapuščni peči ali pa tudi s pomočjo indukcije. Pri popuščanju z indukcijo moramo računati na razlike v trdoti med ravnim delom člena in med spojnimi deli — radiusi. Ti so pri tem popuščanju trši. Če še enkrat pogledamo jekla za verige in njihovo delitev po vrstah, lahko ugotovimo, da se mikrolegirana jekla ločijo od navadnih po naslednjih tehnoloških zahtevah: — predpisano imajo minimalno žilavost v poboljšanem stanju, 118 F Legat Jekla za verige ŽEZB 23 (1989) 3 — dane so mejne vrednosti za trdote pri čelnem ka-lilnem preizkusu, — enakomernost lastnosti po toplotni obdelavi, — dokaj nizek dovoljen procent žvepla in fosforja. Ta dva elementa pa danes z novo vakuumsko napravo v jeklarnah ne predstavljata nobenih težav več. Za proizvodnjo verižnih členov je dokaj važna lastnost preoblikovanje v hladnem. Zato je v tabeli posebej poudarjen tudi preizkus upogibanja za vsa jekla. Premer trna za upogib Vrsta jekla 180° neobdelano, Toplotno obdelano valjano stanje URSt 35.2 0.5 d RSt 35.2 0.5 d St 35.3 0.5 d 15Mn3AI 1 d 21Mn4AI 1 d 21MnSi5 1 d 27MnSi5 G 1 d St 52 V ' d 20CrNiMo2 GKZ 1 d 20CrNiMo3 GKZ 1 d 23MnNiCrMo52 GKZ 1 d 23MnNiCrMo53 GKZ 1 d 23MnNiCrMo54 GKZ 1 d Ta tabela velja do premera 0 26 mm tako za navadna jekla, ki so toplotno neobdelana, kar pomeni preizkušena direktno v valjanem stanju, in tudi za mikrolegirane vrste. Jeklo 27MnSi5 je normalno mehko žarjeno (G), ostale legirane kvalitete pa so posebej mehko žarjene, tako da dobimo sferoidizirano obliko zrna. Seveda za vse pre-izkušance velja, da do kota 180° ne smemo dobiti nobenih risov v natezni in na tlačni strani pri hladnem upogibanju. Kadar hočemo upogibati večje premere, pa pride v poštev samo upogibanje v vročem. Seveda pa v naši razpredelnici manjkajo še jekla za nerjavne verige, ki se vedno bolj pogosto pojavljajo. Poznamo tri vrste verig: — Verige iz feritnega jekla, ki se kot obročkaste verige uporabljajo v pečeh za proizvodnjo klinkerja in cementa kot zavese in mešalci. — Verige iz čistega avstenitnega jekla, ki imajo posebno dobro kislinsko in protikorozijsko odpornost. — Tretji razred pa dosegajo verige, ki s svojimi nosilnostmi spadajo že v področje visokoodpornih verig. Seveda, če hočemo te verige poboljšati in dobiti ustrezno trdnost, ne zadoščajo več do sedaj omenjena jekla, ampak je potrebno avstenitno — martenzitno jeklo. Jekla, ki jih uporabljamo za te vrste verig: C% Si % Mn % Cr % Ni % Mo % Al % Č 4972 - X 10 CrAl 12 0.12 1.0 1.0 13 1 Č 4573 - X 5 CrNiMo 18 10 0.8 1.0 2.0 17.5 12.0 2.0 Č 4571 — X 12 CrNi 18 8 0.10 1.0 2.0 18 9 Toplotna obdelava verig je lahko: — žarjenje, — gašenje ali tudi delno — poboljšanje Te toplotne obdelave so predvsem potrebne zaradi varov in korozijske odpornosti. ZAKLJUČEK Za verige uporabljamo danes glede na potrebe v industriji in glede na zahteve samih postopkov celo vrsto jekel: — nelegiranih — mikrolegiranih in — nerjavnih Ta jekla, posebno druge skupine, zahtevajo precizno predpripravo, če je operacija upogibanja izvedena pri sobni temperaturi. Pregled daje točne tolerance, ki jih zahteva tehnologija proizvodnje, in tudi končne prevzemne norme. Trend razvoja jekel za verige in verižno opremo teče v svetu nezadržno navzgor, kar se tiče nosilnih trdnosti in tudi drugih tehnoloških lastnosti. Danes je razmerje med navadnimi in poboljšanimi verigami že 10:1. Seveda se na določenih mestih še vedno uporablja jeklo USt 35.2, vendar le za področja nizkih temperatur, kjer se predpisuje žilavost pri -40°C. Temu trendu sledi tudi naša industrija z določenim zamikom. Jeklo za sidrne verige višjih kvalitet F. Legat'1 UVOD Jeklene verige uporabljamo v različne namene: privezovanje, nošenje, vlečenje, za vožnjo v snegu, zaščitne verige, sidrne verige in še v vrsti gospodarskih dejavnosti kot nenadomestljiv element v nekaterih tehnoloških procesih. Verige iz okroglega jekla zato delimo v: 1. verige za splošno uporabo, 2. tehnične verige, 3. sidrne verige. Verige za splošno uporabo so različne vrste prirejenih in opremljenih verig z raznimi členi, kavlji in obroči. Členi teh verig so različnih dimenzij in oblik. Verige so običajno preizkušene in toplotno neobdelane. K tem verigam spadajo tudi snežne verige, ki omogočajo vožnjo avtomobilov v snegu in ledu. Snežne verige se izdelujejo po dimenzijah in vzorcih plaščev za avtomobilska kolesa, pa tudi po teži in moči vozila. Prav ta teža vozila močno vpliva na premer jekla, ki se za verigo uporablja. Danes se snežne verige izdelujejo iz mikrolegiranih jekel, so kalibrirane in toplotno obdelane. Toplotna obdelava vsebuje obogatenje površine s C ali N in pobolj-šanje te površine na primerno trdoto. S tem povečamo obrabno trdnost členov in življenjsko dobo verige. Tehnične verige uporablja predvsem industrija. Uporaba teh verig je zelo različna in so z raznimi standardi določene tako glede: — dimenzij, — oblik, — mehanskih lastnosti, — načina preizkušanja in — uporabe. Ker JUS standardi še nimajo urejenih svojih oznak za vsa jekla, iz katerih se te verige izdelujejo, uporabljamo v praksi poleg JUS-a tudi DIN norme, ki jih navajata spodnji dve razpredelnici. Vrsta verige JUS, DIN Material po DIN 17115 Toplotna obdelava 762 UR St 35-2 normalizacija skupina 763 St 35-3 normalizacija navadnih 764 R St 41-2 normalizacija tehničnih 766 St 41-3 normalizacija verig 764 15 Mn 3 Al kaljenje ali poboljšanje 765 21 Mn 4 Al kaljenje ali poboljšanje Vrsta Material po Toplotna verige DIN DIN 17115 obdelava 5684 20 NiCrMo 3 poboljšanje skupina verig 5687 20 NiCrMo 3 poboljšanje višjih trdnosti, 5684 23 MnNiCrMo 52 poboljšanje visokoodporne 5687 23 MnNiCrMo 53 poboljšanje verige, 22252 23 MnNiCrMo 54 poboljšanje rudarske verige-C UR — nepomirjeno jeklo R — pomirjeno jeklo (s Si ali Al) SIDRNE VERIGE: Sidrne verige so verige, ki jih uporabljamo za sidranje ladij na rekah ali morju in ploščadi za dela na morju. Te vrste verige izdelujemo v dimenzijah od premera 12 mm do 180 mm. Poleg verig pa izdelujemo tudi opremo, ki pride v kompletu skupaj s sidrom na ladjo. Običajno so sidrne verige v dveh izvedbah. Člen verige ima vgrajeno prečko ali mostiček; druga vrsta pa so členi brez mostičkov. Pri rečnih ladjah so pogoji uporabe verige drugačni, zato so te verige tanjše in navadno brez mostičkov. Sidrne verige delimo glede na minimalno garantirano natezno trdnost (min R m) v štiri kvalitetne stopnje: I. min R m = 400 N/mm2 II. min R m = 490 N/mm2 III. min R m = 690 N/mm2 IV. min R m = 860 N/mm2 Vse sidrne verige so toplotno obdelane, le verige stopnje I. so toplotno neobdelane — surove; verige II. stopnje se normalizirajo, stopnje lil pa se lahko normalizirajo ali poboljšajo, IV. stopnje pa samo poboljšajo. Za izdelavo sidrnih verig veljajo predpisi in norme zavarovalnih družb, kot so: Lloyd Register, Bureau Veritas, Norske Veritas, American Bureau of shipping, Germanski Lloyd, Rina, Gost, Jugoregistar brodova itd. Posebej pa imamo še razne norme DIN, RGW. v zadnjem času pa vedno več ISO norm, ki urejujejo tolerance in predpisujejo vse tehnične ter tehnološke lastnosti verig, postopkov in jekel. Za boljšo predstavitev navajam celotne podatke o sestavah jekla in o lastnostih za posamezne kvalitetne stopnje, ki jih daje Germanski Lloyd. Franc Legat — dipl. ing. met., Veriga Lesce Kvalitetna stopnja po GL Zrušilna trdnost Rm N/mm2 Raztezek Zoženje Z A6min.% min. % Žilavost Temp. 0 C J K I a 330—450 30 _ _ _ K I b 400-520 25 — — — K 2 490—640 22 — 0 27 K 3 690-840 17 40 0 59 V zadnjem času se pojavlja še takoimenovana K 4 stopnja, vendar se še ne uporablja dosti. Ima pa naslednje zahteve: Rm N/mm2 a5 min. % z min. % Žilavost Temp. ° C j k 4 min. 860 12 40 0 59 Po kemični sestavi so jekla lahko različna, vendar je treba upoštevati naslednje mejne vrednosti j Nam dosti poznani predpisi Germanskega Lloyda (GL) so: C % Si % Mn % P% max. S % Al (topni) GL-K 1 a GL-K 1 b GL-K 2 GL-K 3 0.12 0.03-0.25 0.17 0.03-0.25 0.24 0.30-0.55 0.30 0.30-0.60 0.40-0.60 0.040 0.40-0.60 0.040 1.10-1.60 0.040 1.10-1.85 0.040 0.040 -0.040 -0.040 min. 0.015 0.040 min. 0.015 Norma predlaga za posamezne kvalitetne stopnje verig v tabeli navedena jekla: Kvalitetna stopnja: Jeklo / Toplotna obdelava K 1 a K 1 b K 2 K 3 R St 35.2 R St 41-2 21 MnSi 5 27 MnSi 5 Toplotno neobdelan, normalizacija normalizacija normalizacija normalizacija: normalizacija in popuščanje; kaljenje in popuščanje Oznaka, tip Grade 3 Rig 6 Oil RIG Quality Ramnas Arctic Grade 4 RIG Trdnost Rm N/mm2 690 641 690 860 Meja elastičnosti Re N/mm2 — — — 580 Raztezek As % 17 17 12 Kontrakcija Z % 40 40 50 50 Žilavost J 40 pri 58 pri 40 pri 40 pri —15° C 0°C -30° C -20° C Druga varianta jekla za kvalitetno stopnjo K 3 je po njihovem predpisu St 52-3, po DIN 17100. Pri nas se uporablja St 52 V, Č 8330 v normalizirani izvedbi. To jeklo je sicer dobro, vendar zahteva precejšnjo čistočo in drobno sekundarno zrno, 8—10 po tabeli ASTM. Samo v taki obliki je dobro v normaliziranem stanju, sicer ga je treba poboljšati. Za kvalitetno stopnjo K 4 mora biti jeklo poboljšano, to pomeni segreto na 880° C — ohlajeno v vodi in nato popuščano na 560—580° C. Znana švedska firma za sidrne verige RAMNAS pa je razvila še nekaj svojih kvalitetnih stopenj, ki imajo naslednje vrednosti: Zaradi primerjave verig po dimenzijah prilagam diagram vseh pomembnih kvalitet v originalu. Seveda imajo Švedi za vse te svoje kvalitete posebej razvito jeklo. Verige so v glavnem poboljšane; to pomeni kaljene in popuščane. Mostički so lahko varjeni ali pa tako oblikovani, da se po poboljšanju še vedno lepo prilegajo in se ne premikajo. Nova neuradna obvestila različnih zavarovalnih družb varjenja ne priporočajo, ker se bojijo razpok pri varjenju mostičkov. Pri teh odločitvah ima zelo pomembno vlogo »Ce« ekvivalent, ki se izračuna po posebni formuli in pomaga s svojo vrednostjo pri odločitvi. Poseben poudarek pri jeklih je na čistoči in velikosti zrna; to velja v prvi vrsti za ARCTIC kvaliteto. Imeti mora visoko žilavost pri —30° C. kar pomeni nizek ogljik, višji Ni in dosti Al. 10 napet ost (k N) Vsa jekla za sidrne verige se lahko varijo po obžigal-nem postopku, nižje dimenzije (do 026 mm) pa tudi elektrouporovno na topi način. V obeh primerih je to varjenje brez dodatnega varilnega materiala, zato na kvaliteto in izdelavo vara vplivajo v glavnem: a) Stanje osnovnega materiala pred varjenjem: — kemična sestava materiala, — fizikalno-kemična konstitucija materiala, — struktura materiala, kristalna zgradba, — notranje napetosti v materialu. b) Najpomembnejši vplivni dejavniki varjenja: — količina dovedene varilne toplote (odvisno od načina varjenja), — velikost pritiskov pri varjenju, — dolžina obžiganja in stiskanja. c) Razni drugi vplivi: — debelina zvarnih elementov. — obdelava varilnih površin, — napake v osnovnem materialu itd. Lastnost materiala, ki vpliva na varjenje, kvaliteto izdelanega vara in obnašanje vara v času eksploatacije, se imenuje varivost materiala. Glede na prej navedene lastnosti je varivost: — operativna, kjer v času varjenja dosežemo v varu materialno kontinuiteto brez napak, — metalurška, ki se izraža v stopnji strukturnih sprememb v zvarni coni in — konstrukcijska, ki kaže ponašanje vara v uporabi. Kemična sestava materiala in varivost: Pri izdelavi verig sta pomembni operativna in metalurška varivost, ki sta precej odvisni od kemične sestave osnovnega materiala. Osnovni material — jeklo pa je legura železa z ogljikom. manganom, silicijem, nikljem in drugih legirnih ter nekovinskih elementov (fosfor, žveplo, vodik, kisik, dušik). Na varivost materiala vpliva predvsem količina vsebovanega ogljika in drugih legirnih elementov. Količina ogljika povečuje pri varjenju nastajanje trdih in krhkih av-stenitnih struktur v varu in zvarni coni materiala, in s tem večjo možnost zakalitve vara. Tudi drugi legirni elementi, ki so za kvaliteto jekla pozitivni, imajo vsak svoj vpliv na varivost, lastnosti materiala v varu in zvarni coni po varje- nju. Zato jih količinsko v sestavi osnovnega materiala omejujemo. Nekovinski elementi v osnovnem materialu imajo v vsakem primeru negativni vpliv na lastnosti jekla, kakor tudi na varivost. Če pri varjenju nastajajo plinski mehurčki iz nekovinskih elementov osnovnega materiala, je s tem operativna varivost materiala manjša. Za merilo varivosti uporabljamo Ceq — ekvivalent, ki ga izračunamo. Količino ogljika in legirnih elementov, ki vplivajo na varivost jekla, izražamo s Ceq — ekvivalentom in služi kot merilo za njihovo skupno količino. Ceq — ekvivalent lahko izračunamo iz enačb različnih avtorjev. Za naša jekla za verige je še najboljša naslednja enačba: Ceq = C + S" +Mn + Cr+N!±Cu + Mo + 24 10 5 40 4 14 C, Si, Mn, Cr, Ni, Cu, Mo in V so procentni deleži sestavnega elementa v osnovnem materialu. Različne formule imajo različne mejne vrednosti za Cep. Za navedeno velja: Če je Ceq 0.37, je jeklo dobro vari-vo. Če je vrednost presežena, je jeklo slabše varivo, obstaja možnost zakalitve vara, v varu in zvarni coni se pojavljajo napake — razpoke, ki so kasneje vzrok raznih porušitev. Formula je vzeta iz japonske literature in je praktično preizkušena. Objavljena je bila v reviji WIRE letnik 1983. Vzrok za nastanek razpok v varu pri ohlajanju vara je tudi prisotnost vodika in drugih nečistoč v osnovnem materialu. Nam najbolj povzročajo težave sarže. ki jih uporabljamo za kvalitetno stopnjo III. Jeklo je legirano z Mn, delno Cr in Ni. Posebej pa ima še 0.08—0.11 % V. Naša želja je, da dobimo gotovo verigo z vsemi lastnostmi. ki jih zahteva predpis že z normalizacijo po varjenju. To nam pri jeklu Č 8330 vedno ne uspeva, ker dobimo občasno po normalizaciji bainit ali so žilavosti pri 0° C slabše zaradi grobega zrna in vključkov. V poboljšani izvedbi so rezultati dobri, vendar je postopek dražji in vezan na nove peči. Da se tudi ostali proizvajalci trudijo z jeklom nam kaže tudi primerjava jekel, ki jih uporabljajo za sidrne verige. Za primerjavo prilagam analize, kemične sestave jekel Zapadne Nemčije, Švedske, ZDA in Poljske. Dežela Kemična sestava — % C Mn Si p ' max Smax Cr ZRN 0.18 0,24 0,18 0,25 0,80 1,00 0,70 1,00 0,10 0,20 0,15 0,35 0,035 0,035 0,035 0,035 np np ZDA 0,17 0,24 0,28 0,33 0,60 0,95 1,6 1,9 np 0,20 0,35 0,035 0,04 0,035 0,04 0,35 0,65 0,25 Švedska 0,3 0,3 1.5 1.6 0,4 0,31 np 0,022 np 0,020 np 0,18 Ni Cu Mo V Nb Ostali ZRN np 1,60 2,0 np np np 0,2 0,017 np np np - ZDA 0,35 0,70 0,40 np 0,35 0,15 0,25 0,08 np 0,10 np 0,05 — Švedska np 0,08 np nb np nb sledovi 0,10 — Al 0,023 Dežela — Poljska Kemična sestava — % C Mn Si p 1 max Q Cr Ni 0,22 0,28 1,0 1,30 0,17 0,37 0,030 0,030 0,45 0,65 0,45 0,65 0,25 0,32 1,40 1,80 0,17 0,37 0,030 0,030 max. 0,30 max. 0,30 0,29 1,56 0,34 0,020 0,018 0,16 0,05 Mo V Al •"min Cumax n2 Al Ce 0,20 0,30 — 0,02 0,20 0,009 0,015 0,08 0,47 0,54 — 0,05 0,12 0,02 0,20 0,009 0,08 0,40 0,015 0,04 0,10 0,02 0,05 0,0014 0,08 0,51 ZAKLJUČEK Sidrne verige so se z leti spreminjale glede na trdnost osnovnega materiala. V letu 1960 smo poznali tri kvalitetne stopnje, vendar je najvišja segala do 630 N/ mm2 in je imela predpisano žilavost 28 J pri +20° C. Danes poznamo že štiri stopnje; najvišja ima minimalno trdnost že 860 N/mm2 pri žilavosti 59 J, 0°C. Poleg teh pa je še nekaj kvalitet, ki se nahajajo tudi v zgornjem razredu, imajo pa povečane druge lastnosti: raztezek, Re, žilavost ali korozijsko odpornost. Prav proizvodnja takoimenovane stopnje III pa nam povzroča največ težav. Ladjedelniška industrija po celem svetu je prišla do jekla St 52 V z dodatki Cr in Ni. To jeklo se lahko uporabi le z normalizacijo kot končno toplotno obdelavo, kar močno poceni proizvodnjo Ce pa jeklo ni dovolj čisto in finozrnato, je potrebno verige poboljšati. To pa ni več tako enostavno, če računamo, da ima garnitura pri verigi 0 80 mm ca. 190 ton. Drugi problem pa povzročajo še prečke, ki se po poboljša-nju zaradi toplotnih dilatacij začnejo premikati. Ta III. stopnja predstavlja danes 90 % vse proizvodnje verig, zato je še toliko bolj interesantna. Stojimo pred alternativo: — razviti in dodelati jekla za normalizirani postopek izdelave, — poboljšati gotove verige in predhodno variti prečke na člen. SLOVENSKE ŽELEZARNE ŽELEZARNA ŠTORE ŠTORE PROIZVODNI PROGRAM Toplo valjani profili — kvalitetno in plemenito ogljikovo jeklo ter — kvalitetno in plemenito nizko legirano jeklo v okrogli, ploščati in kvadratni obliki. — specialni profili po načrtih Hladno oblikovani profili — vlečeno in brušeno jeklo v vseh kvalitetah v okrogli, ploščati in specialni izvedbi Livarski proizvodi — ulitki iz sive litine. — ulitki iz nodularne (KGR) litine. — kontinuirno liti profili. — litoželezni valji. — jeklarske kokile. — priklopna sedla. — mehanski sklopi. — strmoramenska platišča Industrijska oprema — industrijski gorilniki, industrijske peči za ogrevanje, žarenje itd.. — indukcijske peči, — rekuperativna toplotna tehnika, — plinski oskrbovalni sistemi za ZP in zamenljive mešanice Vlečene palice kakovostnega jekla Pomemben dosežek železarjev — čistejši zrak na Jesenicah Dragica BEZLAJ*1 Železarstvo daje Jesenicam že od nekdaj industrijski pečat. Dejstvo je. da so v črni metalurgiji proizvodni procesi. ki pogojujejo težavne delovne razmere in bolj ali manj očitne ekološke probleme. Z večjim obsegom proizvodnje bolj kvalitetnih, specialnih jekel so se v Železarni Jesenice stopnjevale ekološke obremenitve, ki so se odražale zlasti v onesnaženem zraku jeseniške doline. Tega smo se žeiezarji vsebolj zavedali, saj vse posledice najprej občutimo sami. Bolj zdrave ekološke razmere in varnejše, lažje delo smo žeiezarji že minula desetletja skušali zagotoviti v prvi vrsti z modernizacijami proizvodnje in ukinitvijo zastarelih tehnologij, poleg tega pa z izgradnjo ekoloških objektov kot so čistilne naprave tako za zrak kot za vode. Poglavitna pridobitev za čistejši zrak na Jesenicah pa je seveda tudi uvedba čistejših energetskih medijev. Tako je sedaj Železarna Jesenice v enem od pomembnih obdobij, ko si v sicer na splošno težkih gospodarskih razmerah ob ekonomsko pogojenih spremembah ustvarjamo bistveno boljše ekološke pogoje dela in bivanja. V letu 1987 smo zgradili novo elektrojekiarno — Jeklarno 2 in ukinili oba plavža z aglomeracijo, januarja lansko leto pa smo ustavili še zadnjo od šestih Siemens-Martinovih peči, ki so dosedaj skoraj sto let onesnaževale jeseniško dolino z rdečim prahom železovih oksidov iz visokih dimnikov. POVEZANOST EKOLOGIJE Z EKONOMIKO, ENERGETIKO Tehnologija proizvodnje jekla je danes konkurenčna, če zagotavlja nižjo specifično porabo energije, višji izplen in večjo produktivnost pri visoko kvalitetnih jeklih. To je možno z modernejšo opremo, ki obenem zagotavlja tudi varnejše, bolj zdravo okolje. Že ob združitvi slovenskega železarstva je bilo ocenjeno, da proizvodnja jekla po Siemens-Martinovem postopku na Jesenicah ne bo mogla dolgo zadoščati novejšim ekonomskim in tehnološkim zahtevam. Energetska kriza je še pospešila odločitev za nadomestno proizvodnjo v modernejši elektrojeklarni. Nova Jeklarna 2, ki obratuje od 1987 leta, bo z optimalno proizvodnjo 210.000 ton jekla na leto zagotavljala vložek za valjarne, obenem pa je omogočila Železarni Jesenice tehnološko-tehnično sanacijo. Ekonomski vidik pa je v boljši kvaliteti proizvodov in odpisu visokih stroškov proizvodnje grodlja oz. zmanjševanjem specifične porabe energije na tono jekla. Tako je naprimer v Talilnicah, kjer se potroši okrog 75 % celotne energije v Železarni Jesenice, upadla specifična poraba energije iz 16905 MJ/tono jekla v 1986 letu, ko je bila še prvotna proizvodnja grod- Dragica Bezlaj, dipl. ing. kem., Železarna Jesenice, 64270 Jesenice Ija, na 12253 M J/t v 1. polletju 1988, ko obratujeta Jeklarna 1 in Jeklarna 2 po ukinitvi plavžev in martinovk. To je več kot 25 % znižanje porabe celotne energije na enoto surovega jekla. Specifična poraba energije je od leta 1985 do 1988 — preračunano na skupno proizvodnjo — padla za 25 %, glede na blagovno proizvodnjo pa je manjša kar za 43 %. Z ukinitvijo proizvodnje grodlja je odpravljen drag energetski medij — koks, ki je bil obenem z železovo rudo pri sintranju poglavitni vir onesnaževanja zraka z žveplovim dioksidom. Dovoza rude in koksa ter ostalih materialov za proizvodnjo grodlja od drugod na Jesenice ni več in se je s tem transport zmanjšal za 500.000 ton letno. Sedanja proizvodnja jekla poteka izključno iz starega železa z električno energijo. Ker je potrebno s to najkvalitetnejšo vrsto energije skrajno varčevati, smo v Železarni Jesenice ob pričetku obratovanja Jeklarne 2 uvedli tudi računalniško vodenje konice porabe električne energije na nivoju železarne. Po programirani prioriteti računalnik izklaplja posamezne električne obločne peči tako, da je enakomernejši dnevni diagram porabe, kar je ugodno tudi za elektroenergetski sistem Slovenije. Prihranek je v manjši potrebni konični moči in seveda okrog 20 % nižji specifični porabi električne energije na tono jekla. Varčevanje energije je možno tudi z izkoriščanjem toplote hladilne vode in sicer je to smotrno še zlasti pri takih toplotnih virih, kot je električna obločna peč. V Jeklarni 2 bo iz tega vira možno v končni fazi izkoristiti povprečno 4000 kWh odpadne energije iz hladilne vode pri peči za ogrevalni sistem v železarni. To pomeni prihranek od 70 do 80 TJ energije letno oz. 2,2 mio m3 zemeljskega plina. Zemeljski plin je drugi najvažnejši energetski medij v Železarni in predstavlja 33 % porabe celotne energije, vključno z električno, katere delež je 60 %. Z uvedbo zemeljskega plina po 1978 letu na vseh pomembnejših agregatih v Železarni namesto mazuta smo zmanjšali onesnaževanje zraka z žveplovim dioksidom (S02) za več kot 80 %, zlasti če upoštevamo ukinjene emisije S02 zaradi koksa in rude. To je razvidno iz diagrama 1: Emisije S02 v kg/dan — poraba energije in sestava goriv v Železarni Jesenice 1972—1995 (brez električne energije). EKOLOŠKE NALOŽBE ZA VARSTVO ZRAKA Vse večje spremembe ekoloških pogojev zaradi drugačne tehnologije ali energetskih medijev v Železarni se odražajo tudi v njeni okolici. Tako je naprimer ob zmanjšanju emisij plinastega žveplovega dioksida (S02) iz Železarne zaradi čistejših goriv ali pa ob povišanju emisij zaradi rude z večjim deležem žvepla (diagram 1) zaslediti tudi sorazmerno manjše ali večje imisijske koncentracije žveplovega dioksida v mestu Jesenice (diagram 2). Na osnovi vsakodnevnih meritev, ki jih izvaja Republiška služba za varstvo zraka v sklopu Hidrometeorološkega zavoda SRS (HMZ SRS) ugotavljamo, da so povprečne imisijske koncentracije S02 na Jesenicah tako v kurilni kot nekurilni sezoni že nekaj let v upadanju. Enodnevni presežki dopustne imisijske koncentracije (MDK), ki je po Odloku 530 v Ur. I. SRS 12/76 do 0,30 mg S02/m3n so zelo redki. V kurilni sezoni 1987/88 je bila enkrat samkrat najvišja 24-urna koncentracija v centru Jesenic 0,18 mg S02/m3n, povprečna pa 0,04 mg S02/m3n. Te primerjave potrjujejo predviden pozitiven ekološki učinek z uvedbo čistejših energetskih medijev v Železarni Jesenice. Podobno so povprečne sezonske pa tudi maksimalne enodnevne imisijske koncentracije dima v zadnjih letih pod dopustno mejo (MDK 0,15 mg dima/mm3), kar je razvidno iz diagrama 3. Diagram 3 Tako so Jesenice v primerjavi z drugimi kraji v Sloveniji po onesnaženosti zraka na 26. mestu zaradi povprečnih koncentracij S02 in na 33. mestu zaradi zadimljeno-sti zraka v kurilni sezoni 1987/88. V tretje območje onesnaženosti zraka sodijo Jesenice predvsem zaradi prašnih usedlin — to je grobega prahu, ki se odseda in za bronhialna obolenja ni tako nevaren kot dim. Pretežni del prašnih usedlin, ki jih mesečno preverja v stanovanjskem okolju ob Železarni Jesenice Republiška služba za varstvo zraka, je anorganskega izvora, torej prah iz Železarne, saje iz kurišč ipd., v pomladnih in jesenskih mesecih pa poraste delež prahu organskega oz. rastlinskega izvora. V diagramu 4 je razviden upad količin prašnih usedlin leta 1987 v primerjavi z letom 1985. Razlika po letu 1988 bo še večja, saj smo v Železarni tako, kot smo napovedali, ukinili ali omejili vse poglavitne izvore železarskega prahu. Tradicionalne metalurške peči odslej ne bodo več bruhale plinov in prahu, katerega je bilo dispergirano v ozračje iz marti-novk, ki niso imele odpraševalnih naprav, okrog 5 ton dnevno. Ugasnilo je 8 dimnikov, visokih od 45 do 72 m, pa tudi nekaterih manjših ali občasnih izvorov onesnaževanja zraka zaradi specifičnih tehnoloških postopkov ali vsled izpada čistilnih naprav bo manj. Tako smo sedaj na Jesenicah v ekološkem pogledu dosegli korenite spremembe, saj nam preko 90 %-tno zmanjšanje emisij prahu iz Železarne zagotavlja bistveno čistejši zrak v jeseniški dolini. Podobnih prelomnih obdobij, ki so pomembna za varstvo okolja, je bilo v Železarni doslej že več. Kot je že omenjeno , so se ekološke spremembe opirale predvsem na spremembo tehnologij ali energetskih medijev. Ena večjih naložb, ki pa je bila namenjena predvsem varstvu pri delu in varstvu okolja, je bila izgradnja osrednje odpraševalne naprave za obstoječe električno obločne peči v Jeklarni 1 leta 1981. S to napravo velike kapacitete 1,2 mio m3/h smo takrat omejili prvotno nezadostno zajetje emisije prahu iz elektro-obločnih peči v dopustne meje. Odpraševalna naprava po suhem postopku s 1260 F , . mmmm I i * -i Im-r ■-m^i-".;■ ;.......r.i braToksninrT" Nmog 1,7'/.S Mazut 0,8'/.S lutan 0.02V.S Kurilno olj. 0.1 V.S Zmclj plin OOr.S Koks QH,01 '/.S ----------Prooan Skupno emiap E22253 y SOJvkg/ibn v1' Antracit 1,31.-2.H S S02 mg/m3 0,50 ■ 0.40 (T) I MISIJE S02 NA JESENICAH (podatki HMZ SRS) 0,30 POVPRE t NE I Ml SIJ E S02 I I imisija v kurilni sezoni l imisija v nekurilni sezoni --enodnevni maksimumi imisije SO2 --M0K(Ur I SRS 12/76) 0.10 0,00 i 75/77 77/78 78/79 79/80 JH3 ii 80/61 81/B2 82/63 83/84 84/85 85/86 86/87 87/88 DIM mg/m-' DIM NA JESENICAH (po podatkih HMZ SRS povprečna imisija dima v kurilni sezoni' enodnevni maksimumi dima MDK |Ur I SRS 12/761 85/8? 87/88 PRAH 9/Wmes 30 20 10 L, J PRAŠNE USEDLINE NA po podatkih HMZ SRS JESENICAH 19 87 1965 anorganski pmb [minete i s;, f) organski prah (rastlinski/ maksimalna i mis i j ska količine MOK) prahu mesečno v mešanem industrijsko stanovanjskem na se' ju 10 q /m' mesec ---15 v stanovanjskem okolju v inuusti i!s«eiii okoIV m mci< MC K januar februar marec april X ---M C K maj junij julij avgust september oktober november december vrečami ob normalnem obratovanju filtrira prah 99 %-tno. .Tudi v novi Jeklarni 2 je za odpraševanje pri 85-tonski električni obločni peči naprava podobnega tipa s kapaciteto 650.000 m3/h. Za zajem plinov s prahom iz peči je v vseh fazah obratovanja urejen odvod v odpraševalno napravo na tri načine in sicer z direktnim odsesavanjem na oboku peči, z napo v strehi hale nad pečjo in iz komore okrog peči, kar je novejša izvedba, ki je hkrati namenjena tudi protihrupni zaščiti. V času poskusnega obratovanja so se pri tem načinu odpraševanja pokazale nekatere težave in sicer predvsem zaradi kondenzacije vlage na filtrnih vrečah in v cevovodih oz. ventilatorjih, kjer so se v času neobratova-nja peči in ustvavitve odpraševalnega sistema nalagali večji sloji prahu. Zato so za preprečitev tega pojava naknadno vgradili ultrazvočne piščali za pospešitev odsesa-vanja prašnih usedlin. Neodvisno od tega pa ob normalnih pogojih filter omejuje emisije prahu na okrog 1 mg/m3, kar je precej nižje od veljavnih norm tudi po novem Odloku o mejnih količinah oziroma koncentracijah škodljivih snovi, ki se smejo izpuščati v zrak (Emisija v Ur. I. SRS 19/1988). Prah, ki se zbira v odpraševalni napravi, se po peletizaciji v kroglice odvaža odvisno od sestave v cementarno ali pa se deponira. V obeh glavnih odpraše-valnih sistemih tako v Jeklarni 1 kot v Jeklarni 2 se letno zbere skupaj okrog 4.000 ton prahu. Poleg teh velikih sistemov nam zagotavlja čistejši zrak tako v delovnem kot širšem okolju še desetine manjših filtrov pri raznih strojih in napravah. Učinkovito delovanje vseh teh naprav je odvisno od rednega vzdrževanja in usposabljanja delavcev za delo na teh napravah. Stroški za obratovanje čistilnih naprav so veliki, saj je zgolj za pogon obeh glavnih odpraševalnih naprav v Jeklarni 1 in 2 potrebno okrog 1,6 mio kWh na mesec električne energije. Za pogon vseh ekoloških objektov v Železarni, t.j. poleg odpraševalnih naprav tudi čistilnih naprav za vode, je v Železarni potrebno okrog 4 % vse porabljene električne energije oz. polovica proizvedene električne energije v šestih manjših hidrocentralah, ki so v lasti Železarne. Za ekološke objekte v novi Jeklarni 2 je bilo vloženih 9,2 % vseh investicijskih sredstev za to veliko naložbo. Ti podatki le v grobem prikazujejo, kolikšna sredstva in skrb je namenjena varstvu okolja v Železarni. Dosežki za varstvo zraka so očitni. V nadalje bomo morali temeljito reševati tudi preostale izvore onesnaževanja, ki sicer obremenjujejo okolje v manjšem obsegu. To je predvsem emisija prahu in kislinskih hlapov iz objekta regeneracije solne kisline v Hladni valjarni Bela. Sanacija tega objekta bo naslednja stopnja v naših programih. Čeprav se emitirane količine prahu in hlapov iz tega objekta ne merijo v tonah na dan, pa so koncentracije občasno prekomerne v bližnjem okolju. ZAKLJUČEK Na splošno prehajamo letos v Železarni Jesenice iz obdobij reševanja tradicionalnih, tipično metalurških in energetskih izvorov onesnaževanja zraka in voda v obdobje, ko bomo reševali ekološke probleme, bolj značilne za kovinsko predelovalno dejavnost. Kako vse-stransKO je vprašanje učinkovitega varovanja delovnega in širšega bivalnega, naravnega okolja, ni potrebno posebej poudarjati. Po dosedanjih izkušnjah pa lahko trdimo, da so ekološki problemi v naših Železarnah v glavnem obvladljivi; dane so sorazmerno učinkovite tehnične rešitve. Ustrezni ekološki ukrepi in objekti zahtevajo določena sredstva in jih je potrebno enakovredno vgrajevati v letne, srednjeročne in dolgoročne plane. Pravi uspeh pa bomo dosegli šele z dosledno realizacijo, rednim vzdrževanjem in z zavestjo, da so čistilne naprave sestavni del proizvodnih naprav. V kolikšni meri sedaj na Jesenicah vdihavamo čistejši zrak, bodo preverile strokovne institucije. Po 1991 letu pa lahko pričakujemo ponovno porast onesnaženosti zraka ne toliko zaradi industrije kot pa zaradi povečanega transporta z izgradnjo Karavanškega predora. Za omejevanje tovrstnega onesnaževanja pa je nujna širša družbena akcija. LITERATURA 1. Onesnaženost zraka na Jesenicah, Hidrometeorološki zavod SRS, Ljubljana, 20. 6. 1984 2. A. Prešeren: Ugotavljanje škodljivih emisij v metalurški industriji Slovenije I. in II. del, Metalurški inštitut, Ljubljana, 1973 3. Poročilo o ekoloških meritvah na področju HV Bela, Zavod za zdravstveno varstvo Maribor, 1982 4. Poročilo o ekoloških meritvah na odpraševalni napravi EOP in njeni okolici, Zavod za zdravstveno varstvo Maribor, 1982 5. Vpliv modernizacije jeklarne v železarni na ekološke razmere v jeseniški dolini, I. del, Metalurški inštitut in Železarna Jesenice, 1988 SLOVENSKE ŽELEZARNE ŽELEZARNA RAVINJE n.sol.o RAVNE NA KOROŠKEM SLOVENIA - YUGOSLAVIA Železarna Ravne kot proizvajalec kvalitetnih in plemenitih jekel nenehno razvija in izpopolnjuje tehnološke postopke s ciljem povečevanja finalizacije. kvalitete, avtomatizacije in humanizacije dela. Izgradnjo novih tehnoloških naprav v je-klarni. kovačnici. termični obdelavi in širjenje proizvodnje finalnih izdelkov je spremljal intenziven tehnološki razvoj podprt z uvedbo procesnih računalnikov, numerično krmilnih enot ter avtomatizacije Računalniško vodenje procesa Jekleni \.al/i ■a ialjanje kovin Različna industrijska rezila iz plemenitega jekla Osebne vesti Prof. dr. Marin Gabrovšek, dipl. inž. metalurgije M. Gabrovšek spada med najbolj zaslužne za sedanji tehnološki nivo in proizvodni program Železarne Jesenice, ki jo uvrščata med podjetja z velikimi možnostmi, da uspevajo tudi v odprtem trgu. Kmalu po diplomi za inženirja metalurgije na Univerzi v Ljubljani se je zaposlil na Jesenicah v oddelku za tehnično kontrolo. Segment tega oddelka je z vztrajnim delom in s selekcijo primernih strokovnjakov preoblikoval v raziskovalni oddelek, ki ga je dolgo let vodil z uspehom. Končno je bil izvoljen v poslovodni odbor, od koder je odšel v pokoj. V letu 1959 je bil na stažu v IRSID-u v Franciji, kjer je razdelal idejo o vplivu kositra na žila-vost konstrukcijskih jekel v disertacijo, ki jo je uspešno zagovarjal na Univerzi v Ljubljani leta 1963. Kmalu po tem je postal učitelj za predmet specialna jekla na Univerzi in napredoval do ranga univerzitetnega profesorja. Pod njegovim mentorstvom je pripravilo diplomske naloge veliko inženirjev metalurgije, ki so danes na odgovornih položajih v Železarni Jesenice in drugod. Poleg dela v železarni in na šoli je M. Gabrovšek našel čas tudi za tvorno sooblikovanje programa raziskovalnega dela na Metalurškem inštitutu in na Metalurškem odseku FNT. za delo v mnogih družbenih asociacijah, ki so v Ljubljani ali v Beogradu odločale o raziskavah in za organizacijsko povezovanje raziskovalnega dela v okviru vse slovenske metalurgije, posebno v SOZD SŽ, kjer je dolga leta vodil Odbor za znanstveno in raziskovalno delo. Ni neskromno trditi, da je M. Gabrovšek pobudnik, ali sodelavec v velikem številu današnjih proizvodov Železarne Jesenice. Njegovo delo sega vse od osvajanja kot-lovske pločevine in patentirane žice v začetnih letih, preko osvajanja programa varilnih proizvodov in mikrolegi-ranih konstrukcijskih jekel, ki so sploh njegov priljubljeni otrok, preko proizvodov za namensko proizvodnjo, do avtomatnih jekel, nerjavnih pločevin in pločevin za elektrotehniko. Delo dr. M. Gabrovška ni pomembno samo na nivoju osvajanja proizvodov in zaprto v zidove tovarne, saj najdemo njegovo ime med avtorji ali soavtorji zelo številnih strokovnih del, ki so bila objavljena doma in v tujini. Beseda dr.Gabrovška pa ni bila zelo upoštevana pri odločitvah o tem, katere proizvode se bo osvajalo in kako se bo to izvršilo, ampak tudi pri razvojnih odločitvah. Naj omenim samo dve, izgradnja hladne valjarne Sendzi-mir in odločitev, da se ugasnejo plavži in Sieremns Martinove peči in da Železarna Jesenice svoj obstoj veže na elektro obločno peč in zunaj pečno obdelavo taline s konti litjem slabov. To je dokaz, da je bil vedno na tekočem s sodobnimi raziskovalnimi in razvojnimi dosežki in da je zato lahko soodločal o tem, kako bo železarna reagirala na razvoj naprednejših sredin in na spreminjajoče se pdgoje za gospodarjenje v državi. Za strokovno delo je dobil tudi velika priznanja, je Kraigherjev nagrajenec, nagrajenec Sklada Borisa Kidriča, je prvi dobitnik Lambert-Pantzove nagrade in nosilec reda dela z zlatim vencem. Pri delu je bil strog do sebe in do drugih in je svoje mnenje znal često zabeliti s kratko in bodečo oceno za slabo delo in pohvalo za dobro delo. Za seboj pušča v železarni rod metalurgov, mnoge je pomagal vzgojiti na šoli in jih uvajal v skrivnosti izdelave in predelave jekla irt ki bodo gotovo uspešno nadaljevali njegovo delo. Mnogi slovenski in jugoslovanski metalurgi ga bomo pogrešali, pogrešali njegovo avtoriteto pri odločitvah, včasih bodice, s katerimi je presekal naše obotavljanje in pogumno ocenil dela sporne kakovosti. dr. F. Vodopivec Oskar Kiimer, dipl. inž. metalurgije Iz Železarne Jesenice se je upokojil eden od strokovnjakov, ki so bili nosilci njenega tehnološkega razvoja zadnje četrt stoletja. Njegovo delo je vgrajeno v številne današnje tehnologije in proizvode. Oti, tako smo ga po- imenovali prijatelji in sošolci, ima neprecenljive zasluge za to, da se železarna vse bolj razvija v proizvajalca kvalitetnih izdelkov na osnovi sodobnih tehnologij. V železarni je delal že pred diplomo na metalurškem odseku Univerze v Ljubljani. Po diplomi, leta 1956 je začel strokovno delo kot asistent v jeklarni in tam se je naučil dveh pravil, ki sta ga spremljali vse življenje: Prvo je, da je za uspeh potrebno dobro strokovno znanje in vztrajno in trdo delo mnogih, ki si prizadevajo za isti cilj, ne samo ljudi z inženirskim znanjem. Drugo pravilo je, da je raziskovalno in razvojno delo končano šele takrat, ko je uresničeno v novem izdelku, v dopolnitvi tehnologije ali ko je najdena strokovna podlaga za tak ali drugačen ukrep. Ker je njegovo delo segalo tudi na področje predelave, je dobil bolj kot marsikdo občutek za jeklo, ta priviligiran material, ki z relativno majhnimi spremembami v sestavi in procesiranju dobiva najrazličnejše lastnosti, ki so prilagojene raznovrstni uporabi. Prizadevnost in uspehi pri delu so ga kmalu pripeljali v raziskovalni oddelek, kjer je od strokovnega sodelavca napredoval do vodje in kjer so prišle do izraza njegove strokovne in človeške kvalitete, posebno skromnost. Ni majhno število proizvodov Železarne Jesenice, ki nosijo pečat njegovega strokovnega in organizacijskega dela. Vse od toplo valjane pločevine za jedra motorjev in transformatorjev, preko hladno valjanih trakov za isto uporabo, ki so danes eden od stebrov proizvodnega programa Železarne, do varilnih proizvodov in trakov nerjavnih jekel, izvaljanih iz neprekinjeno vlitih slabov. Pomembna je bila njegova vloga v ustvarjanju novega profila železarne in pri sprejemu temeljne odločitve: delali bomo jeklo samo s taljenjem v elektroobločnih pečeh, z najmodernejšo tehnologijo in samo jekla, ki bodo zagotovilo za uspeh tudi v drugačnih, bolj odprtih pogojih gospodarjenja. Železarna mu je za ustvarjalni prispevek k razvoju proizvodov in tehnologije dodelila največje strokovno priznanje, Lambert-Pantzovo nagrado. Otija poznam že dolgo, od dneva, ko sva drug za drugim diplomirala na isti šoli. Bil je med prvimi, ki se je zavedal pomena temeljitega strokovnega znanja in potrebe, da se v raziskovalno delo vključijo tudi strokov- njaki zunaj železarne, če le njihovo delo vodi k napredku. Ni bil oster in direkten kritik. Znal je na prijateljski način jasno povedati, da delo ni dobro. Ni zameril preoptimi-stično pripravljenih in neuresničenih programov za delo, zameril pa je površno delo in improvizacijo. V raziskovalnem oddelku je združil skupino mladih strokovnjakov, ki bodo nadaljevali njegovo delo in bodo gotovo kos tehnološkim in razvojnim zahtevam časa. Z zgledom in besedo je mlajšim sodelavcem utisnil pečat strokovnosti in odgovornosti do dela in do železarne ter vztrajnosti, ki mu je pomagala, da je premagal posledice težke prometne nesreče. Vsi, ki smo z njim delali, ga bomo pogrešali, saj je znal s pametnim nasvetom mnogokrat obogatiti vsebino našega dela. Tako kot malokdo, Oti združuje temeljito strokovno znanje, ki ga je neprestano obnavljal in izkušnje tehnologa iz skoraj vseh proizvodnih procesov v Železarni Jesenice. Sedaj, ko ne bo neposredno obremenjen z odgovornostjo za dnevne probleme in bo lahko ocenjeval bolj objektivno položaj metalurgije v slovenskem in v jugoslovanskem prostoru, ga bomo, upam, še vprašali za nasvet ob pomembnih razvojnih odločitvah, pa tudi ob raziskovalnih problemih. dr. F. Vodopivec Pavliček Aleksander, dipl. inž. metalurgije Pavliček, dipl. ing. Aleksander je bil rojen 24. 5. 1924 v Beogradu in je češke narodnosti. Po maturi je študiral na TVŠ v Ljubljani na metalurškem oddelku in v letu 1954 diplomiral. V letu 1955 se je zaposlil v obratu plavž v pripravi vložka. Delo, katero je začel opravljati se je končalo v njegovi zaposlitvi z mestom tehn. razv. ekstr. metalurgije- Vse njegovo delo je bilo posvečeno pripravi vložka za plavže. Začel je svojo kariero pod zelo skromnimi pogoji in pozneje ob modernizaciji priprave vložka — aglomeracije je prišlo do veljave njegovo poznavanje procesov, njegov odnos do dela na osnovi znanstvenih raziskovanj. Bil je eden od sodelavcev plavžarjev, ki je še vedno vzdrževal močne stike z obratom. Številne študije, ki jih je izdelal za potrebe obrata dokazujejo kako razgledan je bil in s kakšno ljubeznijo je spremljal vsak uspeh na plavžih. Sodeloval je na osnovi stroge objektivnosti in ljubezni do svojega poklica in tovarištva. Bil je svetovalec tako sodelavcem na vodilnih mestih, kot vsakemu delavcu v obratu. Znal je dojeti gorje sočloveka in mu znal pomagati z bodrilnimi besedami in nasveti. Zaradi odkritega značaja je našel mnogo iskrenih prijateljev med sodelavci in njemu podrejenimi. Ob 50. letnici obraovanja plavža na Jesenicah in današnji ustavitvi je bil edini, ki je svoje delo posvetil raziskavam ter številnim člankom v zvezi s proizvodnjo grodlja na Jesenicah. Ko se mu iskreno zahvaljujemo za prispevek njegovega delovanja na aglomeraciji in plavžih, mu želimo, da ostane še dolgo povezan z nami. dipl. inž. L. Šketa Janko Perne, dipl. inž. metalurgije Ko sem včasih kot mlad inženir zaslišal ime Perne Janko, se mi je takoj porodila asociacija na valjanje jekla in valjarne. Pa ne zato, ker bi me JP učil valjarništva, temveč zato. ker je ime JP neločljivo povezano z večino vsega kar je valjarniško na Jesenicah. J. Perne se je preselil iz Maribora na Jesenice po diplomi na Odseku za metalurgijo Univerze v Ljubljani. S 1. januarjem 1950 je začel z delom v Železarni Jesenice in po kratkem postanku v energetskem oddelku je postal asistent v valjarni na Javorniku, ki je bila tedaj verjetno največja valjarna paličnega jekla v državi. Pri delu se je dobro izkazal, zato je bil v letu 1961 postavljen za vodjo skupine za izgradnjo valjarne bluming steckel, največjega razvojnega in investicijskega podviga v Železarni Jesenice do tistega časa. Skupina je pripravila vse od investicijskega programa do izbire opreme in tudi vodila izgradnjo. Nato je JP prevzel obratovodstvo novo zgrajenega obrata, ki je hitro osvojil osnovni proizvodni program in se razvil v enega od nosilcev proizvodnje železarne. V letu 1970 je bil postavljen v oddelek za razvoj valjam v sektorju novogradnje, kjer je ostal do upokojitve. Na tem mestu je snoval in pripravljal načrte za razvoj predelave jekla v Železarni Jesenice in sodeloval na primer: pri rekonstrukciji žične valjarne, ki je s postavitvijo jumping tria in tretje žile omogočila valjanje žice v razponu debelin med 14 in 32 mm; pri rekonstrukciji jeklovleka in postavitvi odvijalno ravnalne linije za žico do debeline 32 mm v kolobarjih ter peskarskega stroja pred Schu-mag vlečno linijo; sodeloval pri pripravi predloga za modernizacijo valjarne Steckel in pri rekonstrukciji drugih agregatov. Pripravil je tudi več študij kot podlago za razmišljanje o modernizaciji tehnologije ali za rekonstrukcijo proizvodnih naprav, na primer: prenos valjanja debele pločevine iz valjarne 2400 v valjamo Bluming; valjanje kontinuirno litih gredic v strjevalni vročini in drugo. Izdelal je tudi investicijske programe za napravo za kontinuirno vlivanje gredic in za nekatere druge razvojne in investicijske posege. Leta 1974 je prevzel poučevanje predmeta Tehnologija plastičnega preoblikovanja kovin na Odseku za montanistiko Univerze v Ljubljani. Še danes uči nove generacije metalurških inženirjev kako je mogoče polproiz-vode, ki prihajajo iz jeklarn in livarn predelati v proizvode za neposredno uporabo ali za nadaljevanje predelave in oblikovanja zunaj železarn. Njegove študente najdemo na vse bolj odgovornih mestih, tudi v predelavi jekla in v Železarni Jesenice. Aktiven je bil tudi zunaj strokovnega delokroga, v železarni in v okolju, kjer je živel. J. Perne je bil zadržan po značaju, ni razkazoval svojega strokovnega znanja široki javnosti, vgrajeval pa ga je v razvoj železarne do današnje podobe. Bil je maturant klasične gimnazije, zato dober poznavalec jezikov in je lahko spremljal stanje stroke v razvitejših okoljih ter ga uspešno vgrajeval v razvoj železarne. Dolgoletna uspešna proizvodnja na napravah, ki jih je načrtoval, ali pa pomagal zgraditi, so najboljši pomnik njegovega prizadevanja za uspeh in današnjo podobo Železarne Jesenice. dr. F. Vodopivec Bogdan Stocca, dipl. inž. metalurgije Z B. Stocco, dipl. inž. metalurgije, zapušča aktivno delo v Železarni Jesenice eden od tvorcev njenega današnjega profila, torej strokovnjakov, ki so soustvarjali njen razvoj od proizvajalca jekla do proizvajalca kakovostnih jekel po najsodobnejših postopkih. Po diplomi za inženirja metalurgije na Univerzi v Ljubljani se je leta 1954 zaposlil v Železarni Jesenice, kjer je ostal do upokojitve. Začel je kot asistent v profilni valjarni, nadaljeval v valjarni tanke pločevine in se nato vključil v raziskovalni oddelek, kjer je ostal do upokojitve. Bil je ploden inovator, najdemo ga med avtorji 6 inovacij, enkrat pa je bil inovator leta. B. Stocca je avtor številnih strokovnih poročil in člankov o raziskovalnih, kvalitetnih in proizvodnih problemih v železarni in mnogih predlogov za proizvodne regulative, predvsem iz področja proizvodnje tanke pločevine in žice. Po prihodu v železarno se je ukvarjal s pocinkano in dekapirano pločevino, zadnja leta pa je v raziskovalnem oddelku odgovarjal za ner-javno pločevino, za nerjavno žico, za žico za vijake in še za druge proizvode. Ti proizvodi so se, ali pa se še danes proizvajajo po tehnologijah, ki jih je razvil B. Stocca, ali je vsaj zelo pomembno sodeloval pri njihovem razvoju. Značilna za B. Stocco je bila studioznost in strokovnost, s katero se je loteval problemov. Znanje jezikov mu je omogočilo, da je spremljal velik krog tuje literature, zato je vedel, kaj se dela v razvitih državah in kam tam pelje razvoj, ter ta spoznanja neprestano vgrajeval v delo in proizvode Železarne Jesenice. Bil je torej strokovnjak, ki je znanje neprestano obnavljal in ga oplajal z učinkovito kombinacijo teorije in prakse. B. Stocca ni silil v javnost, zadržan je bil tudi pri javnih nastopih, vendar pa odprt za vse, ki so kazali resničen interes za njegovo znanje in nasvete, zato je bil tudi koristen in upoštevan član ekipe, ki je v raziskovalnem oddelku skrbela za proizvodni in kakovostni razvoj Železarne Jesenice. Poleg strokovnega dela, usmerjenega v napredek tehnologije za proizvodnjo jekla in za izboljšanje njegove uporabe, je vedno našel čas za tvorno delo v samoupravnih organih železarne. Mnogo truda je posvečal vzgoji srednjega in delovodskega metalurškega kadra v Šolskem centru Jesenice. Generacije strokovnjakov, ki so danes uspešni delavci in na različnih, tudi zelo odgovornih položajih v železarni, od mojstrov do najvišjih strokovnih funkcij, je učil osnovna metalurška znanja in jih tako usmerjal v stroko in v njej. To delo je enako pomembno kot razvojno delo v železarni, saj so kvalitetni kadri tudi med pomembnimi problemi sodobne metalurške proizvodnje. Za vsestranski prispevek k razvoju mu je Železarna Jesenice leta 1987 podelila Lamber-Pantzovo nagrado. dr. F. Vodopivec VSEBINA UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA: S11r, EGq, Al, D11r, 1—53. U4k Metalurgija — jeklarstvo — dezoksidacija jekla — kisikova sonda — streljanje Al žice v talino (I.) B. Koroušič, H. Ploštajner, A. Šteblaj, F. Tehovnik Kontrola kisika in aluminija s kisikovo sondo v kombinaciji s napravo za streljanje Al žice (I.) Železarski zbornik 23 (1989) 3, s 85—89 Metoda direktnega merjenja aktivnosti kisika in določevanje topnega aluminija preko določenih algoritmov je danes v Slovenskih železarnah že rutinska metoda. Uporaba različnih komercialno izdelanih sond v kombinaciji z novejšimi izvedbami merilnih naprav (vnos algoritmov preko posebnih editorjev) omogočajo skupaj z napravami za streljanje Al žice povsem natančno nastavitev ciljane vsebnosti topnega aluminija v talini. Avtorski izvleček UDK: 621.771.064:621.771.073.002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J Metalurgija — planetarne valjarne — delovni valji — tehnologija izdelave valjev J. Gnamuš Planetarna valjarna in razvoj delovnih valjev Železarski zbornik 23 (1989) 3, s 107—110 Spoznavanje funkcionalnosti planetarne valjarne in problemov, ki se pogosto pojavljajo pri izdelavi delovnih valjev za planetarno ogrodje. Poleg razvoja valjavniške opreme je vzporedno intenzivno potekal in še teče razvoj delovnih valjev. Zahteve po kvalitetnih valjih so izredno velike. Izreden poudarek je na čistoči jekla, pretaljenega po EPŽ postopku in prekovanega na GFM stroju. Od toplotne obdelave se zahteva enakomernost trdot v ozkih mejah na delovni površini valja ter enakomerno znižanje trdot od delovne površine v čep valja. Avtorski izvleček UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA: D11n, EGj42, D5d Metalurgija — jeklarstvo — elektrojeklo — odfosforenje N. Smajič, B. Arh in J. Arh Odfosforenje v elektroobločni peči Železarski zbornik 23 (1989) 3, s 91—96 V reakcijah odfosforenja v elektroobločni peči ne sodeluje MgO pri običajni vsebnosti CaO v žlindri. Korelacija med koeficijentom porazdelitve fosforja med žlindro in jeklom ob raztalitvi in bazičnostjo je dosti boljša, če ne upoštevamo MgO. Na odfosforenje med talenjem najbolj vplivata vsebnost CaO in FeO v žlindri. Odvisnost je opredeljena z regresijsko enačbo: log —6,78 + 3,49 log % Ca0 + 2,10log % FeO Koeficient multikorelacije je 0,9225. Z dodatkom odpadne škaje v vložek v količini 2—4% od teže vložka lahko dosežemo zelo dobro odfosforenje že med talenjem in povečamo proizvodnjo za 8 do 10 kg jekla na tono. Avtorski izvleček UDK: 620.17:621.785:669.14.018.29 ASM/SLA: Q1, Q5, AY, T6p, 2-64 Metalurgija — mehanske preiskave — trdnost — toplotna obdelava — izvijači F. Uranc Vpliv toplotne obdelave na odpornost izvijačev proti upogibu in zvoju Železarski zbornik 23 (1989) 3, s 111 —114 Upogibni in zvojni preizkusi različno toplotno obdelanih palic, žic ali izvijačev iz jekla Č4830 — VCV150 so pokazali podobne odvisnosti največjih in elastičnih upogibnih in zvojnih sil od avstenitizacijske in popuščne temperature. Razlika je le pri različno debelih izvijačih, saj je tiste, ki so debeli manj od 5 mm, bolje avstenitizirati pri 900° C, debelejše pa pri 870° C. Popuščna temperatura je najprimernejša 200° C. Avtorski izvleček UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4-53, W23c, 10-52 Metalurgija — jeklo — kontrolirano valjanje — mehanske lastnosti — mikrostruktura F. Vodopivec, M. Gabrovšek, M. Kmetic in J. Žvokelj Poskus simulacije kontroliranega valjanja tanke pločevine na reverzirnem kvarto stroju Železarski zbornik 23 (1989) 3, s 97—105 Kontrolirano valjanje tanke pločevine v laboratoriju pri temperaturi med 1200 in 730° C. Dosežena je meja plastičnosti 350 N/mm2 pri enostavni sestavi, v jeklu mikrolegiranem z niobijem ali z vanadijem pa meja plastičnosti nad 500 N/mm2, obakrat pa tudi zadostna duktilnost, če je bila temperatura konca valjanja med 900 in 800° C. Pri nižjih temperaturah valjanja je meja plastičnosti višja, zaradi defor-macijske utrditve ferita in nepopolne rekristalizacije austenita med valjanjem pa je mikrostruktura neenakomerna, duktilnost pa močno zmanjšana. Avtorski izvleček INHALT UDK: 621.771.064:621.771.073.002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J Metallurgie — Planetenwalzwerk — Arbeitswalzen — Technologie der Walzenherstellung J. Gnamuš Planetenwaizwerk und die Entwicklung der Arbeitswalzen Železarski zbornik 23 (1989) 3, S 107—110 Im Beitrag vverden die Erkennung der Funktionalitat eines Plane-tenwalzwerkes und die Probleme, die bei der Herstellung der Ar-beitswalzen fur ein Planetenvvalzvverk haufig auftretten behandelt. Neben der Entwicklung der Walzeinrichtungen ist zugleich inten-siv auch die Entwicklung der Arbeitswalzen verlaufen. Die Forderungen nach hoher Qualitat der Arbeitwalzen sind sehr gross. Die Betonung ist an reinem Stahl, umgeschmolzen nach dem ESU Verfahren und geschmiedet an einer GFM Machine. Von der VVarmebehandlung wird eine gleichmassige Harfe in engen Grenzen an der Arbeitsoberflache der Walze verlangt und eine gleichmassige Abnahme der Harfe von der Arbeitsoberflache in den Zapfen der Walze. Auszug des Autors UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA,: S11r, EGq, Al, D11r, 1-53, U4k Metallurgie — Stahlerzeugung — Desoxydation von Stahl — Sauer- stoffmesssonde — Injektion von Al Draht in die Schmelze B. Koroušic, H. Ploštajner. A. Šteblaj, F. Tehovnik Kontroiie von Sauerstoff und Aiuminium mit der Sauerstoffmess- sonde in Zusammenhang mit der Anlage zur Injektion von Al Draht d) Železarski zbornik 23 (1989) 3, S 85—89 Die Methode der direkten Sauerstoffaktivitatsmessung und die Bestimung von gelostem Aiuminium uber bestimmte Algoritmen ist heutzutage in den slowenischen Huttenwerken schon eine rutinen-massige Methode. Die Anwendung verschiedener am Markt erhaltli-cher Messonden in der Kombination mit neueren Ausfuhrungen der Messinstrumente (mogliche Eintragung der Algoritmen uber Sonde-reditoren) ermoglichen zusammen mit den Anlagen fur die Injektion von Al Draht sehr genaue Einstellung des gezielten Gehaltes von Gelosstem Aiuminium in der Schmelze. Auszug des Autors UDK: 620.17:621.785:669.14.018.29 ASM/SLA: Q1, Q5, AY, T6p, 2-64 Metallurgie mechanische Untersuchungen — Festigkeit — VVarmebehandlung — Schraubenzieher F. Uranc Einfluss der Warmebehandiung auf die Wiederstandsfahigkeit ge-gen Biegung und Torsion Železarski zbornik 23 (1989) 3, S 111 — 114 Die Biege und Verdrehversuche verschieden vvarmebehandelter Štabe und Drate oder Schraubenzieher aus Stahl Č 4830-VCV 150 zeigten ahnliche Abhangigkeit der hochsten elastischen Biege und Torsionsbelastungen von der Austinitsierungs und Anlasstempera-tur. Ein Unterschied ist bei der verschieden dicken Schraubenzie-hern festzustellen, den es ist besser diejenigen die dunner sind als 5 mn bei 900° C zu austenifisieren und dickere bei 870° C. Die geeignetste Anlasstemperatur liegt bei 200° C. Auszug des Autors UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA: D11n, EGj42, D5d Metallurgie — Stahlerzeugung — Elektrostahl — Entphosphorung N. Smajič. B Arh, J. Arh Die Entphosphorung im Lichtbogenofen Železarski zbornik 23 (1989) 3, S 91—96 Bei der Entphosphorung im Lichtbogenofen wirkt bei ublichen CaO Gehalt in der Schlacke MgO nicht mit. Die Korrelation zvvischen dem Koefizienten der Phosphorverteilung zvvischen Schlacke und Stahl bei der Einschmelzung und der Basizitat ist viel besser wen MgO nicht berucksichtigt vvird. Auf die Entphosphorung wahrend der Einschmelzperiode haben CaO und FeO in der Schlacke den Grossten Einfluss. Die Abhangigkeit ist durch die Regressionsglei-chung bestimmt: log^= -6,78 + 3,49 log % CaO + 2,1 log % FeO /P/ Der Koeffizient der Multikorellation betragt 0,9225, Mit dem Zu-satz von VValzzunder in der Menge von 2—4 % des Einsatzgevvichtes vvird eine gute Entphosphorung schon vvahrend der Einschmelzung erreicht und das Ausbringen um 8 bis 10 kg Stahl je Tonne vergros-sert. Auszug des Autors UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4-53, W23c, 10-52 Metallurgie — Stahl — Kontrolliertes VValtzen — mechanische Ei- genschaften — Mikrogefuge F. Vodopivec, M. Gabrovšek, M. Kmetič, J. Žvokelj Ein Versuch der Simuiierung von kontrollierten Walzen von Fein- blech an einem Reversier-Cluartogeriist Železarski zbornik 23 (1989) 3, S 97—105 Kontrolliertes VValzen von Feinblech im Labor bei der Temperatur zvvischen 1200 und 730° C. Bei einfacher Stahlzusammensetzung ist eine Plastizitatsgrenze von 350 N/mm2 und im mit Niobium oder Va-nadium mikrolegiertem Stahl eine Plastizitatsgrenze uber 500 N/ mm2 erreicht vvorden, beidesmal, mit genugender Duktilitat, vvenn die Endvvalztemperatur zwischen 900 und 800° C. Bei niedrigeren Endvvalztemperaturen ist die Plastizitatsgrenze hoher, vvegen der Verformungsverfestigung von Ferrit und der unvolkommenen Rekri-stalisation von Austenit vvahrend dem VValzvorgang ist das Mikrogefuge ungleichmassig, und die Duktilitat vvird stark verringert. Auszug des Autors CONTENTS UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA: S11r, EGq, Al, D11r, 1—53, U4k Metallurgy — Steelmaking — Deoxidation of Steel — Oxygen Probe — Shooting Al Wire into Melt (I.) B. Koroušič, H. Ploštajner, A. Šteblaj, F. Tehovnik Control of Oxygen and Aluminium with Oxygen Probe in Combina- tion vvith the Equipment for Shooting Al Wire into Melt Železarski zbornik 23 (19891 3, P 85—89 Method of direct measuring acfive oxygen and of determining soluble aluminium using certain algorithms is today a routine tech-nique in Slovene lronworks. Application of various commercial probes in combination vvith present types of measuring equipment (input of algorithms by special editors) enable together vvith the equipment for shooting Al wire an entirely exact adjustment of de-sired content of soluble aluminium in the melt. Author's Abstract UDK: 621.771.064:621.771.073.002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J Metallurgy — Planetary Mills — Working Rolls — Roll Manufacturing J. Gnamuš Planetary Mili and Development of Working Rolls Železarski zbornik 23 (1989) 3, P 107—110 The paper treats the knovvledge on operating characteristics of planetary mills and on problems which often appear in manufacturing working rolls for the planetary stand. Next to the development of rolling equipment there is parallelly also development of vvorking rolls. Demands of good rolls are extremely high. There the emphasis is on the purity of steel, remelted by ESR process and forged on the GMF machine. Heat treatment must give hardness uniformity in nar-row limits on the vvorking surface of the roll and uniform reduetion of hardnesses from the vvorking surface to the roll neek. Author's Abstract UDK: 669.046.545.2:669.187.2 ASM/SLA: D11n, EGj42, D5d Metallurgy — Steelmaking — Electric Steel — Dephosphorisation N. Smajič, B. Arh, J. Arh Dephosphorisation in Electric Are Furnace Železarski zbornik 23 (1989) 3, P 91-96 In dephosphorisation reactions in electric are furnace MgO does not take part at usual CaO content in the slag. Correlation betvveen the phosphorus slag/melt distribution coefficient at melting and the basicity is much better if MgO is not taken in account. Dephosphorisation during melting is the most influenced by CaO and MgO in the slag. The relationship is determined with the regression equation: loq —= -6.78 + 3.48 log % Cao + 2.10 log % FeO /P/ Coefficient of multicorrelation is 0.9225. Addition of scale into the charge in the amount of 2 to 4 % of the burden mass enables a very good dephosphorisation already during melting, and the steel output is inereased for 8 to 10 kg per ton. Author's Abstract UDK: 620.17:621.785:669.14.018.29 ASM/SLA: Q1, Q5. AY, T6p, 2-64 Metallurgy — Mechanical Testing — Strength — Heat Treatment — Screvvdrivers F. Uranc Influence of Heat Treatment on the Bend and Twist Resistance of Screvvdrivers Železarski zbornik 23 (1989) 3. P 111—114 Bend and tvvist tests of variously heat treated rods, vvires or screvvdrivers made of Č 4830 — VCV 150 steel showed similar rela-tionships betvveen the maximal and the elastic bending and tvvisting forces, and the temperatures of austenitization annealing and tem-pering. Difference appears vvith the thickness of screvvdriver. The opti-mal temperature of austenitization annealing for thinner screvvdrivers (less than 5 mm) is 900° C, and for thicker 870° C. The most suitable temperature of tempering is 200° C. Author's Abstract UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4-53, W23c, 10-52 Metallurgy — Steel — Controlled Rolling — Mechanical Properties — Microstructure F. Vodopivec, M. Gabrovšek, M. Kmetic, J. Žvokelj Trial to Simulate Controlled Rolling of Thin Sheet on Reversing Four-High Mili Železarski zbornik 23 (1989) 3, P 97—105 Controlled rolling of thin sheet in laboratory at temperatures betvveen 1200 and 730" C. Achieved yield strength of 350 N/mm2 at simple steel composition, vvhile yield strength of 500 N/mm2 was ob-tained for steel microalloyed vvith niobium or vanadium, vvith suffi-cient ductility in both cases, if the final rolling temperature was betvveen 900 and 800° C. At lovver temperatures the yield strength was higher due to deformation hardening of ferrite and uncomplete rec-rystallization of austenite during rolling, causing ununiform microstructure, but the ductility was highly reduced. Author's Abstract CO/JEPDKAHHE UDK: 621.771.064:621.771.073.002.2 ASM/SLA: W23c, W23k, F22, J MeTa/inyprnn — nnaHeiapHbiii ctah — pa6o4MM Ba/iKH — TexH0n0rMfl MSrOTOB/lSHHfl Ba/IKOB. J. Gnamuš nnaHeTapHbiH ctsh m pssbmtm© pa6o4Mx bsjikob. Železarski zbornik 23 (1989) 3. c 107—110 B CTaTbe npMBOflUTCd Hay4HbiM buboa 0yHKLiMOHanbHOCTM nnaHe-TapHOCTM npoKaTHoro CTaHa, h paccMOTpeHbi npofineMbi, K0T0pbie MacTo nonB/inioTCB npn n3r0T0B/ieHnn pa6o4nx Ba/iKOB ann nnaHe-TapHOM CTaHMHbl. Hapnfly c pasBMTMeM npoKaTHoro o6opyaoBaHnn napanennbHo MHTeHCMBHO npoTeKaJi h bcš eme Bbino/iHneTCR pa3BMTne pa6o4nx Ba/ikob. Tpe6oBaHne MMeTb b pacnopHmeHMM KaMeCTBeHHbie Ba/iKM Bce eme 3Ha4MTenbHO Be/imko. Oco6eHHO nofl4epKHyro 3Ha4eHMe mmcto-Tbi CTan«, nepeTonneHO ELU-nepen/iaBOM m nepeKOBaHO c rm Ma-lumhom. ot TepMHMeCKOM OČpaČOTKM Tpe6yeTCR paBHOMepHOCTb TBep/iocTM b y3KHX npeae;iax Ha pa6o4e& n0BepxH0CTM Ba/iKa m paB-HOMepHoe noHM>«eHMe TBepaocTM ot pa6o4e& noeepxHOCTM k LueiiKH Ba/ina. ABTope0. UDK: 543.5:669.046.55 ASM/SLA: S11r, EGq, Al, D11r, 1-53, U4k MeTannyprnn — cTane/iMTeiiHaH — CTane-KMcnopoflHbiii 30Hfl — CTpenb6a c antOMUHMeBO (i npoBonoKoii b nnaBKy. B. Koroušič, H. Ploštajner, A. Šteblaj, F. Tehovnik. KOHTpOIlb KMC/lOpOfla H aniOMHHHH C KMCJlOpOflHblH 30HAOM b kom6hh3uhm c npncnoco6/ieHMM ahh cipenb6bi c npOBOjiOKOM M3 anioMHHHfl (I.) Železarski zbornik 23 (1989) 3, c 85—89 MeTOfl HenocpeacTBeHoro HSMepeHun aKTMBHocTM KMC/iopoaa m onpefleneHMR pacTBopnioman cnoco6HOCTb anioMMHUH 4epe3 onpe-aereHHbix anropuTMOB HaxoflMTbCR b C/ioBeHCKMX MeTa/iyprn4ecKnx 3aBoaax Ka« saBeaeHHbiPi nopaaoK. npMMeHeHMe pa3Hbix KOMMepMe-CKM M3rOTOB/ieHHblX 30Hfl B KOMČMHaUMM C CaMbIMM HOBbIMM BUnOr-HeHMHMM n3MepMTenbHbix npn6opoB (BHeceHMe anropmMOB 4epe3 cneuna/ibHbie npMcnocočneHMfl) aaioT B03M0«oc(t>opH3auMfl b flyr0B0H sneKTpone^M. Železarski zbornik 23 (1989) 3, c 91—96 B peaKunflx fleociJ>opu3anMH b ayr0B0(* aneKTponeHM ne npMHH-MaeT yMacTBne MgO npn o6biKHOBeHHOM coflepwaHMM CaO b ujnaKe. npn cooTHOiueHUM Me«fly KO30ct)MUMeHTaMM pacnpeaeneHneM 0oc-0opa Mewfly ujnaKOM n CTanbio npn BbinnaBKM h 0CH0BH0CTbK3 ro-pa3flO nymue ecnki MgO He 6epeM bo bhmmahme. Ha fleoc0opa-UMK3 Mewfly BbinnaBKOM nyHiue Bcero aeMCTByiOT CaO m FeO b luna-Ke. 3aBKcnMOCTb onpeaeneHa c perpeccnBHbiM ypaBHeHneM: nor^= -6,78 + 3,49 nor % Ca0-2,10 nor % FeO. /P/ Koact>ct>mineHT My/iTHKoppejiRUMM cocTaBnRer 0,9225. C flo6aBKoPi oflxoflHoro ojnaKa b wnxty b KommecTBe 2—4 % ot Beca ujnxtbi mo>kho nerKo nony4MTb 04eHb xopoujyio fle0ocopM3ai4wo y«e bo BpeMfl pacnnaBneHMR yBenM4eHMe np0M3B0flCTBa Ha 8-mm ao 10-th Kr CTariM Ha TOHy. ABTopett. UDK: 621.771.063.016.2-41 ASM/SLA: F23q, 4-53, W23c, 10-52 MeTannyprnR — cTanb — K0HTp0JiMpyeMaH npoKaTKa — MexaHM4e-CKHe CBOPiCTBa — MMKpOCTpyKTypa. F. Vodopivec. M. Gabrovšek. M. Kmetič, J. Žvokelj McnuraHHe CHMy/inuMH K0HTp0jiHpyeM0r0 npOKaTbiBSHHR tohkhx J1MCTOB CTanM Ha peBepCHBHOM KJieTH KBBpTO. Železarski zbornik 23 (1989) 3, c 97—105 KoHTpo;iMpyeMaR npoKaTKa tohkmx ^mctob CTanH b Jia6opaTopnio npn TeMnepaTypax Me«fly 1200 m 730° C noKa3ana cneayiomMe pe-3y/ibTaTbi: nony4eHHbi(i npeaen n/iacTM4HOCTM 350 H/mm2 b CTa/iM 06biKH0BeHH0ro cocTaBa n cBbiiue 500° C H/mm2 b mm«pocnnaBHO(i CTa/iH nerMpoBaHoR c HMo6neM um BaHaflMeM; b o6omx cny4anx TaK->Ke c fl0CTaTO4H0i^ flyKTnnbH0CTbi0 ecnH TeMnepaTypa b KOHue npo-KaTbiBaHUR 6bma Me>Kfly 900—800° C. npn 6onee hm3kmx TeMnepaTyp npoKaTbiBHHR npeaen nnacTM4HOCTM BbiLue, BcneacTBMn fle