ZE S ZY T Y NA UK OWE P OL I T E C H N I K I ŚLĄS KI EJ
Seria: H U T N IC T WO z. 14 Nr kol. 545
________ 1978
Zygmunt KLISIEW IC Z, S ł aw o mi r LIS Ad am RADZIE JO WS KI
W P ŁY W W A R U N K Ó W W Y T W A R Z A N I A ST AL I SP1GS
Z U W Z G L Ę DN I EN I E M ME T O D Y P R Z E D M U C H I W A N I A A R G O N E M NA UZ Y SK I JA K O ŚĆ OT R Z Y M A N E G O W Y R O B U
S t r e s z c z e n i e . W wi e l u za k ła da ch m et a l ur g i c z n y c h naj mn i ej s zy m u- zyski em ch a r a k t e r y z u j e się w al có wka w gatu nku SP1GS, do wy rob u dru
tów spawaln ic zyc h. W celu us t a len ia pr z yc zyn ni s ki e go uzysku pr ze
a n al i z ow a no 83 w y t o p y stali w tym gatunku przy p om ocy me tod staty
styki m a t e m a t y c z n e j , ok re śl a j ęc w p ł y w szer egu pod st a wo w yc h p ar am e
trów tec hn ol o g ic z ny c h na wiel ko ść wybraku. A na l i zę wy k o n a n o na ma
s zy nie cyfrowej O DR A - 13 2 5 w y k o r zy s t uj ę c sta nd a rd o w y progra m regre
sji wielo rak ie j. Op i e r a j ę c się na wy n ika ch a na li zy w y k o n a n o kilka wy to pów pró bn ych p o dd aj ęc je obrób ce a r gon em w kadzi. W p ł y w takiego sposo bu obrób ki o kr e ś lo n o przez po r ó wn a n i e wy t o p ó w próbnych i tra
dycyjnych. St w ier dz on o, że ra finacja ar go ne m pozw al a na z na cz ne u- je d no r o d n i e n i e metalu. W y n i k i badań mog ę pozwolić yna udo sko na l e ni e te ch no l o gi i w y t w a r z a n i a tej stali.
1. Wst.sp
Po r ów n a n i e uz y s k ó w st al i na drodze w le w ek - w al c ów k a wykazuje, że w wie lu z a kł ad ac h hut ni c zy c h n aj m ni e j sz y m u zy sk ie m ch ara k t er y z uj e się w a l cówka w gatunku Spl GS p r ze z n ac z on a do wy r o bu drutów spa walniczych. Głównę prz yc zyn ę ob n iż o ne g o uzysku jest p rz e k ro c ze n i e do p us zc za lny ch normę z a wa r to ś ci siark i i fosforu w stali ora z znacz na se gr eg acj a składników. P o
wo d u j e to z w i ę ks z e ni e ilości rek la ma cji ze st ro ny odbiorców. U s ta le nie p r zy cz yn tych ni e pr a w i d ł o w o ś c i oraz pr ób y ich w y e l i m i n o w a n i a p o prz ez zmia ny te ch nol og ii wy tap i a ni a , odl ewania i o dtl en ia nia stali m og ł y by pozwolić na wzros t uzysk u i u s t a b il i zo w an i e go na p o zi om ie z b li żo ny m do średniego.
W tym celu w pierwszej serii badań p r z e a na l iz o w an o 83 wy t o p y stali w gatunk u S p lG S przy p o mo c y m et o d m at e ma t y ki st atystycznej. W drugiej serii w y k o n a n o sześć wy t o p ó w pr óbnych, z których trzy p o dd a n o do d at k o wo obróbce a r gon em w kadzi, a na s t ęp n ie po r ów n a n o jakość tak otr zy m an e g o materiału.
Ot r zy m an e w y n i k i po z wo l ił y na us t a le n ie pewnyc h zależności.
2. C h a r a k t er y s ty k a i wł a sn o ś c i stali w gatun ku SplGS
Stal n i sk o w ęg l ow a w gatunk u S pl G S pr zez n a cz o na jest do wy ro bu drutu i pr ęt ów do spawania. Sta l ta posi ada wg P N - 7 0 / M - 6 9 4 2 0 na s tę p u ję c y skład c h e m i c z n y :
C Mn Si Cr N i S P
max max max max max
0,1 0 1 ,3 -1 ,7 0, 7 -1 , 0 0,25 0,2 5 0,03 0,03
3 2 _____________________________________ Z, Klisi ew ic z, S. Lis, A. R a dz iejowski
Stal e tego typu w i n n y cha ra kt ery zo wa ć się dobryni wła sn oś c ia m i w y t r z y ma ło śc i o wy m i oraz dobrę spa ws lnościę,tzn. zd ol noś ci ę wytr zy my wan ia całego cie pl neg o cyklu spa wa nia bez pęknięć na go rę co i na ziano oraz bez po
garszania w ła s noś ci m ec h an icz ny ch metalu.
W prak ty ce spawalność określa się na pod sta wi e ró wno ważnika węgla [lj
M n Si Ni Cr M o V C r = C + 6 + 24 + 40 + 5 + 4 + 1 4 ’
gdzie: C, Mn, Si, Ni, Cr, M o 1 V - są p r oce nt ow ymi zawa rt oś cia mi pier
wi as t k ów w gotowej stali. P r z y w ar t o śc i ac h ró wn oważnika 0 ,3 8 - 0, 4 0 osięga się dobre wy ni ki spawania.
Na l e ż y też uwzględnić, że stal po dd awa na Jest p rz e rób ce na zimno lub na goręco ora z obróbc e skrawaniem. Po d cza s prz eró bk i plastycznej na gor ę
co omawiana stal ch a ra kt ery zu je się na ogół dobrymi w ła s n oś o ia m i pl a sty cz
nymi, na leży je dnak pamiętać, że przy temperat ur ach przewyższajęcych l O OO t nast ęp uje w niej znacz ne z w ięk sz en ie ziarna austenitu, zwięz ane z o bn iże niem uda rno ści 1 wy trz y m ał o śc i na rozcięganie.
Dl ate go też stalom prz ez na c z on y m do spawania stawia się po d wy ż sz o n e w y magania co do je d no rod no śc i pod w zg l ęd e m składu ch e mi c z ne g o. z a wa r to ś c i do
mies ze k i czystości. W celu uzy skania odpowi ed nic h w ł as n oś c i tych stali koni ec zne jest ścisłe pr z es t r ze g an i e ustalo ny ch wa runków wy ta p i an i a oraz sto so wan ie nowych technologii. W p on iżs zy ch pu nktach podano n aj wa żn iej sz e z a l e c e n i a :
a) st oso wan ie o d pow ie dn ich ma t e ri a łó w wsadowych, a więc złomu własnego w i a domego p och od ze nia ora z suró wki o niskich za w art oś ci ach krzemu, siarki i fosforu,
b) teki dobór wsadu, aby w pierwszej próbi e po ro ztopieniu uzyskać za wa r
tość węgla o 0,5-0,856 wy ższę od dolnej granic y zaw ar to ś c i węgla prze
widzianej dla danego gatunku, a zawartość siarki poniżej 0,05%,
c) pr z ys pie sz eni e procesu tworzenia się żużla, co sprzyja odsia rcz ani u we w c z e śn i ej s z ym stadiu m wy rab i a ni a i zapobiega n ie k or zys tn em u pr ze grz e
wan iu kępieli pod koniec wytopu,
d) op ra co wan ie nowych technol og ii od tleniania poz wal aj ęc ych na zmni ej sz e
nie ilości wt r ę ce ń ni em et a l ic z n yc h i gazów w stali,
e) za st oso wa nie metod obróbki pozapiecowej ze s zcz eg ól nym uwzględ nie nie m prz ed mu c hi w an i a ciekłej stali gazami obojętnymi.
W p ł y w w a r u n k ó w w y t w a r z a n i a stali S p l G S . . 33
3. P r z e d m u c h i w a n i e stall gazam i ob oję t n ym i ■
Po n iew aż od omawianej etali wy ma ga się znacznej j e dn o ro d n oś c i a za sz cze gól ni e e f ek t yw n e w tyra w z g l ę d z i e uważa się pr z ed m uc h i wa n ie stali ga
zami obo jętnymi, w ię c os t at n i o metoda ta jest coraz szerzej stosowana w celu po p r a w y ich jakości. Najczę śc iej s t os o w an y jest w tym celu argon, który p r z e p ł y wa j ęc pr zez ciekł ę stal w kadzi po w odu je wy r ó wn a n i e składu c he mic zn eg o oraz ułatwi a us u wa nie ga zów i w tr ę ce ń niemet al ic zny ch . M e c h a nizm o dg azo wa ni a stali polega na zj aw is kac h dyfuz ji wodoru, azotu i tlenu do g az ow eg o pę che r z yk a argonu, nat omiast w wy n ik u flotacji usuwan e sę wtr ęc en i a niem et ali cz ne . P o d a w a n i e argonu odbywa się najczęściej prz ez po
rowate bloki (kształtki) um i es z c zo n e w dnie ka d z i. A rg o n do p ro w a dz a ny jest pod ciś ni en i em od 2 do 4 atm (0,2-0,4 K P a ), a jego zuży cie waha się od 0,15 do 0,8 m 3/ t .
Czas pr z ed m uc h i wa n ia w yn osi od 4 do 10 m i n u t , w za le żn ośc i od w i e l k o ści kadzi. St o p ie ń od ga zo wan ia za leży od stopnia od tl en ien ia stali. Ze stali nieodtle ni one j można usunęć w i ę k s z e ilości gazów. Na szybkość odga zowania, odwęglan ia i innyc h p r oc e só w ra fin a c yj n yc h najbardziej wpływaję takie parame tr y, jak w y m i a r y por ów w ksz ta łt c e oraz zwię zan a z nimi w i e l kość p ęc h er z y kó w argonu. Im w ię k sz e sę p ęc h er z y ki tym mniej sza jest wz g l ę d na pow ie rz c h ni a o dd z i el a ję c a fazę gazowę i me ta lo wę. a p r oce sy ra finacyjne pr ze bie ga ję mniej int ensywnie. Po d c za s p r ze d m uc h iw a n ia stali argon em za
wartość tlenu ob niża się o 50%, w odo ru o 2 0 -4 0 % i azotu od 10 do 20% [2], Dz ięki p rz e dm u c h i w a n i u stali argone m po p ra wia się jej jednorod noś ć, zm niejsza lepkość, d zi ęki czemu daje się lepiej odlewać, a także poprawia się w niej ro zpu sz cz a l no ś ć żel az o st o pó w podcz as ko ńc ow e g o odtleni an ia s t a
li [3].
Sta le n i sk o st o p ow e pr z ed m u c h i w a n e w kadzi argon em p os i a da ł y bardziej d r ob n ozi arn is tę strukturę, lepszę p la st yc zno ść oraz c h a r a k te r y zo w ał y się lepszę m a k r o st r u kt u rę w l e w k a i wyrobów. P r od u k t y finalne wyk on a ne ze sta
li "argonowanej" maję l eps ze w ła s n oś c i m e c h a n ic z n e i izotro pow e [3].
4. Bada nia własne
Badania p r z e p ro wa d z on o w wa r un ka ch przemysło wy ch . Stal gatunku SplGS w y ta p ia n a jest najczęściej w pi ec ac h m ar t e no w sk i c h o poj emn oś ci 50 - 80 ton opa la nyc h mi e s za n in ę gazu z ie mn eg o z mazutem.
P i e r w s z y m et apem badań była analiza st a ty sty cz na w pł ywu parametrów tech
no lo g i cz n yc h w y ta p i an i a i od le wan ia stali na wielk oś ć wybraku. W drugim e t ap i e ,k i er u j ęc się w y m i e n i o n y m i wyżej zaletami obróbki stali ar g on e m , w y konan o trzy w y t o p y stali SplGS, p o dda ne na s tę pn ie prz ed mu c h iw a ni u w ka
dzi, co p oz w o li ł o na po r ów n an i e jakoś ci stali po " a r g o n o w a n i u " z wytopami tradycyjnymi. W e w sz y s tk i ch wy t op a ch w a r i a n t ow y ch zarów no argonowanych jak
34 2. Kl i siewicz, S. L i s , A. R ad zi ejowski
i ni ear go now an yc h stara no się o dotrzy ma nie wa r u n k ó w uznanych w pierwszej części za optymalne.
4.1. W p ł y w pods taw ow yc h par am et r ó w techno lo gi czn yc h na wielkość wybraku
Ce le m określenia wp ł yw u naj wa ż ni e js z y ch p ara me tr ów wy tap i an i a na w i el kość wybrak u pr ze pr o w ad z o no ws t ę pn ę a n ali zę st at ys t y cz n ę w yt op ów prowa
dzonych wg te chnologii tradycyjnej. W tym celu opart o się na danych zaw ar tych w kartach po s i ada ję cy ch pełnę doku me nta cj ę prz eb ie gu wy to p ó w i wie l
kości wybrak u po pi erw s zy m przerobie. W s z y s t k i e dane dot yc zy ł y w y to p ów z je dne go pieca. W ten sposób otr zym an o zbiór liczęcy n = 83 wytopy. Cako po ds ta w o we par am e tr y te c hn ol og icz ne wy brano:
a) zawartość węgla w pierwszej pr ób ie po roztopieniu, b) zawartość siarki w pierwszej próbie po roztopieniu, c) tempe ra tur ę metalu po roztopieniu,
d) zasadow oś ć żużla po roztopieniu,
e) szybkość w y pa l a ni a węgla w okresi e i nt en sy wne go gotowania, f) szybkość w yp a lan ia węgla w okresie sp ok ojn eg o gotowania, g) zasadowość żużla przed doda ni em żelazomanganu,
h) zaw artość FeO w żużlu przed dodaniem żel azomanganu, i) t emp era tu rę spustu,
j) szybkość odlewania.
An al izę wp ły wu tych pa r a m et rów na wy br ak p rz e pr o w ad z o
no na masz yn ie cyfrowej ODRA- -13 25 wy kor z y st u ję c stand ar dowy progr am regresji w i e l o r a kiej. An al iza wykazała, że spośród wy b ra ny ch parametrów te ch nol og ic zny ch większość wp ły wa na ksz ta łto wa ni e się w i el k o śc i w y b r a k u , bowiem rów
nania op isu jąc e zależności mię
dzy danymi parametrami, a wie l
kością wy br ak u charakteryzują się ufnoś ci ą powyżej 95%.
M n ie j s zą ufnością charakt ery z ow ały się jedyni e równania wyp ro wa d z on e dla parametr ów g i j. Za l eż n o śc i korelacyjne Rys. 1. Zależność pomi ęd zy wi el ko ś c ią wy- pozost ał yc h równań (tj. wyka- braku, a za wa rt ośc ią węgla w pierwszej . .
p ró bie po roztop ien iu żujących odpowi ed nio wysoką ufność) pr ze ds ta wio no grafic z
nie na rysunkach od 1 do 8.
zaw artość węgla w I p r ó b ie po r o z to p ie n iu a % /S C /
W p ł y w w a r u n k ó w w y t w a r z a n i a stall SplGS. 35
3ak widać z rys. 1 istnieje w y raź na za le żność m ię d z y za wa rt o śc i ą węgla po ro zt opi en iu a wi elk o ś ci ą wyb rak u, gdyż równ ani e p ią teg o stopnia cha
ra kt er y z uj ą ce tę zależność posiada ufność w yż s z ą od 95%. Rów nan ie to w badanym pr ze d z ia l e wy k a zu j e wy r aź n e minim um przy za war toś ci wę gla około
1 , 1 % . i
Z rys. 2 wynik a, że zawartość siarki w p ró bie po roztop ie ni u również posiad a zn ac zny w p ł y w na w yb ra k. o czym ś w ia d c zy ufność pr zek ra cz a j ąc a 95%
Istniej ąc a zal eżność da się najlepiej opisać równ an ie m dr ugiego stopnia, które ws k az u j e Jak szybko rośnie w bada nym p rz e dz i a le wy br ak ze wzro ste m za wa r t oś c i siarki.
U - 3 1 5 ,T A .B/ - 3 ,3 / * S / 2 ♦ 0 ,2 7 6 2 r » 0 ,6 2 3
Rys. 2. Zale żn oś ć po m i ę d z y wiel- Rys. 3. Za leż n oś ć p o mi ę dz y wiel koś - kością wybr ak u, a z a war to śc ią cią wybra ku, a te mpe ra tur ą roztopie-
siarki w pierwszej próbie po roz- nia
topieniu
Rysun ek 3 pr ze dst aw ia zależność pie rw sz e go stopnia mi ę d zy temperaturę me talu po roztopieniu, a wi el koś ci ą wybraku. W roz pat ry w a ny m prz ed zia le te mp era tu r na j m ni e js z y w y br a k odp owiada tem pe r at u rz e 15 60°C p rz y optymalr nej z aw a r to ś ci wę g la około 1,0%. Taka temperatura ro zta pia ni a św ia dc z y o szybk im r oz ta pi ani u wsadu, szybkim formowaniu żużla, co umo żliwia ma k sy malne u s un ię cie fosforu i siarki.
Na rys. 4 p r z e d st a wi o no wyk re śl n i e równa ni e stopnia pięt e g o ,które naj
lepiej ch a ra k te r y zu j e zal eż noś ci mi ęd zy z as a d ow o śc i ą żużla po ro ztopieniu a wi e lk o ś ci ą wybraku. 3ak widać z rys un k u, p rz y z a sa d ow o ś ci a ch za wa rty ch w gr an ica ch 2 , 5-3 ,3 ma miejs ce w yr aźn e ob n i żan ie wybraku.
36 Z. Klisie w ic z, S. Lis, A. Radz ie jo ws k i
W - 2,2025 A j / 2 - 0 ,0 6 0 3 A j / 8 - C.114T
zasadowość żużlu po rozŁopionlu / V j/
Rys. 4. Za l eż no ść p o mi ę d zy wi e l ko ś ci ę w y braku,a z a s a d ow o śc i ą żużla po roz topieniu
Zależ no ść p om ię dzy sz yb koś cią w yp a lan ia węgla w okresie in te nsy wn ego gotow an ia, a wi e l kością wybrak u p rz e ds taw io no gra fi cz n ie na rysunku 5. Op
tymalny zakres szy bko śc i w y palani a węgla V C1 - 0,3 -0 ,5%
C/godz. nie p ow in ien pr z e kr a czać górnej granicy, co może powo dować o b ni ża nie te mp er at u
ry i gorsze wa r un k i od s ia r c za nia w ostatniej fazie wytopu.
Po do bną zależność pr z e ds t a
wia rys. 6 , który ujmuje wpł yw szy bkości wy pal ani a węgla w okres ie spo ko jn e go gotowania.
Z po kaz a n yc h zależno ści wy n i
ka, że w ro z pa tr yw any m pr ze dziale szy bk ośc i wyp ala ni a węgla win ny się mieścić w gra nicach 0, 2 -0 , 3 5 % C/godz. co do datkowo pot wie rd za wnio sek z p op rz ed nie go rysunku, że prz y wię ks zyc h szybk oś ci ach wy pa lan ia węgla tempe rat ur a kąpieli metalowej w piecu jest niższa
Rysunek 7 p rz eds ta wi a rów
nanie u jm uj ące zależność mię
dzy zaw ar t oś c ią FeO w żużlu przed d od an iem żelazomanganu, a wie lk o śc i ą wybraku. W yr a ź ne m i nim um w ys t ę pu j e przy zaw ar tości ca 20% FeO w żużlu.
Na rysunku 8 pr z eds taw io no zależność trz eciego stopnia m ię dzy tem peraturą spustu, a w ie lko ś c ią wybraku. Mi n i mal na w ielkość wybra ku da się za o b
serwować prz y temperaturze 1610-1620°C.
R ó wn an ia wy p r o w a d z o n e dla dwóch p oz ost ał yc h an a liz ow an ych parametrów, tj. dla z a s a do w oś c i żużla prz ed do da tki em ż el az om ang an u i szy bko ści odle
wan ia ze w z glę du na ufność rzędu 5 0 % , nie mogą być uznane za znaczące.
szybkość w ypalenia w ęgla podczas intensyw nego gotow ania w &C/ta A 0j /
Rys. 5. Za leż no ść p o mi ę dz y wi elk o ś ci ą w y braku, a sz yb koś ci ą w yp a lan ia węgla po d
czas i nt en sy wne go go towania
W p ł y w w a r u n k ó w w y t w a r z a n i a stali S p l G S . . 37
Rys. 6. Za leż n o ść po m i ęd z y w i e l k o ś c i ę wybr aku , a szy bk oś c i ę wy p al ani a węgla podczas sp oko j ne g o got owania
V - 1,0091 / x r « 0 / - 0 ,1 085 / t f a O / 2 ♦ 0,0000028 /*FeO /*
Rys. 7. Za l eż no ść p o m i ę d z y wi e lko ś- Rys. 8. Z a le żn ość po m i ę d z y w i e l k o ś cię wybra ku , a z aw a rt o ś ci ą FeO w clę wybraku, a te mp era tu rę spustu żużlu p rz e d d o da tk ie m ż el az om ang an u
4.2. P o ró w n a n i e jakości stall z w y t op ó w tradyc yj ny ch z w y t op a mi p r ze d mu c h iw a ni a argo nem
O a ko kry ter ia ja k oś c i stali przyjęto:
a) je dn or odn oś ć sk ładu chemicznego,
b) w yn i ki pr ób Baumanna i gł ębo k ie g o trawienia, c) uzysk wy r o bó w finalnych.
■ i
■ - 1 4 ,6 0 8 4 / ł B/ - 0 ,0 1 4 1 / f , / a ♦ 0 ,0 0 0 0 0 4 4 / » , / *
♦ 31 ,1 4 5 1
r - 0 ,4 4 4
■ - 83
t aparatura. apHeta • *0 / ł, /
38 Z. Klisiewicz, S. Lis. A. Rad zi e jo ws ki
Por ów na n ia prz ep ro w a dz o no na 6 wytopach, z których trzy były wyk ona ne wg techno lo gi i tradycyjnej, a trzy we dług technologii zmodyfikowanej, r ó ż n i ą c e j się od obowiązującej tym, że staran o się w nich o dotrz yma ni e w y tycznych uzy sk an ych w pierwszej części niniejszej pracy, dotycz ąc yc h pa
rame tr ów p row ad ze nia wytopu, ponadto stal w w y to pa ch wg. te chnologii zm o dyfikowanej została poddana pr z ed mu chi wa ni u argonem w kadzi. S uma ry cz ny czas prz edm uc h i wa n ia w yn os ił około 15 minut, a ci śn ienie argonu nie pr ze kroc zy ło 2,5 atmosfery. Schemat stanowis ka do pr zed mu ch iwa ni a stali ar go nem p rz eds ta wi a rysunek 9. C ha r ak t e ry s ty k ę pr zebiegu tych w yt o p ó w podaje tabela 1, w której podano w s z y st k ie pa r am et ry u w zgl ęd ni ane w anal iz ie sta
tystycznej .
Rys. 9. Schemat stanowiska do przedm uc hiw an ia stali w kadzi argonem
W celu dokonania porównan ia j ed no rod no śc i składu chemi cz neg o pó ł w yr o bów z b ad an ych w yt o p ó w stali pob ie ran o próby wg n a st ęp ują ceg o schematu.
Z każdego w yt op u oz naczono po jednym wl ewku z p ie rws ze go i drugiego syfonu. W l e w k i te wa l co w an o tak jak wsz ys tki e na zgniat acz u na profil cfi 142 mm. Z uz ys kan eg o pasma wyci nan o tarcze z kęsisk nr 2, 7 i 13, co o d pow ia da ło głowie, środkowi i stopie wlewka. Na tak wyc ięt yc h tarczach a n al i z ow a no zawartość węgla, manganu, krzemu, siarki i fosforu w trzech pu nktach po przekątnej, zgodn ie z rysunkiem 10. Pr zed po braniem wi ór kó w do a n al iz y chemicznej na tarczach w yk o n an o próby Baumanna i głębokiego trawienia. W y n i k i oceny segrega cji p ie rw ia stk ów p rz e dst awi on o w postaci graficznej, co poz wo lił o na po rów na ni e stopnia ni e j ed no rod noś ci składu che
m i cz ne go wlewków, po dd anych obróbce argon em z trad yc yjn ym i (rys. 11 i 12) Z w y k r e s ó w wynika, że najwięk sz ą segregac ję wyka zuj ą takie pierwiaśtki, jak: mangan, krzem i siarka. Porównu jąc obie technologie należy s t wie r
dzić, że bardziej stabilne w yn iki uzyskuje się dla stali rafinowanej ar-
Tabela 1 Ch ar ak t e ry s ty k a p ar a me t r ów t ec h n ol og ic zny ch wyt ap ia n i a stali w gatunku SplGS
Nu me r P i er w s za próba T empe- Z a s a
dowość v c„ Próba pr zed Fe-Mn Z a s a
do
wość
FeO
Lp. w y t o c Mn roztop. Mn %
pu * C /h %C/h
« ....2 L _ . . 3 ___1 °C / '% ' %
1 60 59 0 1,54 0,14 0,031 0,062 1480 2,5 0,49 0,3 4 0,08 0,12 0, 0 02 0 0,0031 3 ,15 15 ,4
2 60588 1,62 0 ,26 0,0 30 0 ,0 6 0 1520 2,65 0,66 - 0,08 0,10 0,0019 0,0031 3,20 12,8
3 709 22 1.74 0,16 0,032 0,061 1480 2,00 0,71 0,31 0,08 0,14 0 ,0 024 0,0031 3,20 12,0
4 70948 1,12 0 ,07 0,033 0,0 60 - 2,13 0,41 0,22 0,08 - 0, 00 18 0,0033 2,65 13,8
5 70 95 4 1,12 0,11 0,029 0,061 - 2,50 0,39 0,16 0,08 0,18 0,0019 0,003 2 3,20 13,8
6 60821 1,62 0,1 7 0,045 0,0 70 - 2,45 0,58 0,31 0,08 0,19 0,0019 0 ,0 030 3,15 15,5
Lp.
Piec Fe-Mn kg/t
Kad ź
Temp.
spustu
°C
Wy b ra k
% Uwagi
Fe-Si Fe-Mn
kg/t kg/t
1 30,6 17,0 2,26 1600 2,11
2 29,5 17,0 4,54 1600
3 25,8 14,9 1,98 1600 2,19
4 25,0 14,94 3,98 1610 ra fi now an y ar
gonem
5 29,5 17,0 4,53 1610 ra f in o wa n y a r
gonem
6 29,5 17,0 4,53 raf in ow a n y ar-
L- a w e p
...
WpływwarunkówwytwarzaniastaliSplGS
40 Z. Kl iąiewlcz. S. Lis. A. Radz ie jo w sk i
1.Z.S
Rys. 10. Schenat pobiera ni a pr ób do okr eś le nia składu chemi czn ego stall 1,2,3 - p oz io my pobrania prób I, IX, III
gonem w kadzi. P ró b y Baumanna wykazały, że we w s zy s t ki c h pr óbkach w y st ę p u je dość równo mie rny rozk ład siarczków. Nat omiast pró by g łę bok ie go trawie
nia poc ho dzę ce z w y t o p ó w tra dy cyjnych wy ka zu j ę obecność nieci ęgł oś ci m a
teriałowych, w ys t ę pu j ęc y c h w obrębie kwadratu likwacyjnego. Por ów na n i a po- zwalaję również na stwierdzenie, że z a rów no w przy pa dk u stali poddawanej obróbce argon em jak i stali tradycyjnej jakość kęsisk po ch od zę cy c h z wl e w ków pi e r ws z eg o syfonu Jest lepsza niż z wl e w k ó w drugiego syfonu.
W tabeli 2 pr ze ds t a wi o n o końc owy bilans wl e w k ó w pochod zę cyc h z ba da
nych wytopów. W yni ka zeń, że wy t op y tradycy jne ch arakteryzuję się w i ę k szym wybrakiem, główn ie z uwagi na łuski.
Tabela 2 Z e st a wi e n ie uzysku z badanych wy t o p ó w ze stali w gatunku SplGS Numer
wyt opu
Masa wlewk ów
t
Odwalco- wano kęsisk
t
Wy br ak łuski
t
Odwalco- wan o
42 t
Odwalco- wano
Î> 5,5 t
Uwagi
60588 44,1 36,4 - 30,5 28,1
60590" 50,3 40,9 1.1 43, 3 38,2
70922 50,3 40,1 1,1 30,4 28,3
70948 50,2 42,5 - 29,8 28,3 raf.
argon.
70954 44,1
»
37,2 33,3 31,9 raf.
argon.
W pł yw w a r u n k ó w w y t w a r z a n i a s tali SplGS. 41
p o z io m j
fi. ii .
p oz iom J l
J 1
.1i i i i i i i i i i i i f l i i i \
Q01 QQ2 QQ*>Q&, qo q* q2
03
W q s Q6 qr 08 09 to V tz (S (i t.S te 17 teRys. 11. Ro zk ł a d za w a rt o śc i węgla, manganu, krzemu, fosforu i siarki w próbk ac h pob ran yc h z p rz e kr o j ó w p o p r z ec z ny c h kę só w p o ch od zę cyc h z różnych
wy so k o ś c i wl ew ka
(G - próba z kęsa z gł ow y wlew ka , Ś - próba z kęsa ze środka wlewka, S - próba z kęsa ze st op y wl ew ka ) , wyt op nr 70922, syfon II. Wy to p nie rafi
no wa n y argo nem
42 Z. Klislewicz, S. Lis. A. R a dz iejowski
paziom i
—
r
1 1 5
l__ ui ... i i .3
i 1 i 1 i 1 .Z
1 1 i 1 i
poziom J.
* . .J. ŁŁ L _5 l
I 1 1 1 1 1 1 13
1 1 1 1 .1 1 i i i i i poziom M
... " i
.. i ..ii4. 1 I /
i I i i i 1 1 1 .
' 1 1 1 1 1 1-
K
, , , , 0.01 Q02 QC6 00, QO q i Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Qt 09 1,0 1,1 12 (3 IM 1J5 ie 1.7 tg i9Rys. 12. Rozkł ad zawarto śc i węgla, manganu, krzemu, fosforu i siarki w próbach po branych z prz ek ro j ó w po p rz ecz ny ch kęsów po cho dzących z różnych
wy s ok o śc i wlewk a
(G - próba z kęsa z głowy wlewka, Ś - próba z kęsa ze środka wlewka, S - próba z kęsa ze stopy wlew ka) , wytop nr 70948, syfon II. Wy to p rafinowany
argonem
1 - węgiel, 2 - mangan, 3 - krzem, 4 - fosfor, 5 - siarka
W p ł y w w a r u n k ó w w y t w a r z a n i a stall SplGS.. 43
5. Wn i o s k i
Na p od s taw ie p r z e p r ow a dz o n yc h badań można sform uło wa ć n a s t ęp u ję c e w n i o ski:
1. Z badań nad wp ł yw e m w a ru n k ó w wyt ap ia n i a na jakość sta li wyni ka, że n a j w ię k sz y w p ł y w na wiel ko ść w y br a k u stali SplGS wyk azuję:
a) zaw art oś ć węg la w pierwszej próbie. N a j m n i e j s z y w y br a k uz y sk u je się dla zaw ar to ś c i węgla 1,1%,
b) za wartość siarki w pierwszej próbie,
c) t emp er at ura ci e kłe go metalu po roztopieniu. N a j m n i e j s z y wy br a k u zy s ku je się w z a kr e s i e te mp era tu r 1540 + 20°C,
d) zasadow oś ć żużla po roztopieniu. N a j m n i e j s z y w y b r a k os ięga się przy z a s a d o w oś c i żużla od 2,5 do 3,3,
e) szybkość w y pa la ni a węgla. Opt ym al n a wiel ko ść tego p ar a me tru wi n na wy nosić w o kr es ie rud owania od 0 ,5 do 0 ,3 % C/h, a w końcowej fazie w y t o pu nie p rze kr ac zać 0, 3 5% C/h,
f) za wa rtość tlenku ż el a z aw e go w końc owy m żużlu. N a j m n i e j s z y wy b r ak os ię ga się pr z y z awa rt oś ci FeO około 20%,
g) tempera tu ra ciekłej stali przed spust em powin na wahać się w gra nic ac h od 1610 do 1620°C.
2. P o r ó w n a n i e w y n i k ó w badań stali przedm uc hiw an ej a rg o ne m ze stalę nie poddanę temu za bie g o wi wy kazało, ż e :
a) rafinacja pozw ala na uz y s ka n ie większej n i ej e dn o r od n oś c i składu che
micznego. I tak n a j w i ę k s z y s t wi e r dz o ny rozrzut za wa rt o ś ci ma n g an u po w y so k o śc i w le w k a w yn o s i dla:
w y to p ó w nie r af in ow any ch ar go nem od 1,4 do 1, 58 % Mn, w y t o p ó w ra f ino wa ny ch ar go nem od 1,56 do 1, 62 % Mn,
b) badania m a k r o st r u kt u ry uj a w ni ł y wyższ oś ć stali rafinowanej argonem.
LI TE RAT UR A
[1] P r oc h or o w A.B. : Stal, 1967, Nr 9, s. 870.
[2] Praca zbiorowa: A r g o n in der M e t a l l u r g i e BASF, 1970.
[3] L ejk in 3.M. : P r o i zw o ds t w o i S w oj st wa N is k o l e g i r o w a n n y c h Stałej, Izd.
M e ta ł ł ur g ia , M os k wa 1972.
[4] A b r o s i m o w 3.W. : St al 1961, Nr 6, s. 499.
44 Z. Klis ie w ic z, S. Lis. A. Radzi ej ow s kl
BJIHHHHE OEPAEOTKH APrOHOM HA KAHECTBO HH3K0JIErHP0BAHHHX CTAJLEK
P e 3 x> m e
B o m h o t h x M eT a ju iyp r i m e c k h x a a B O fla x caMUM h h 3 x h m b h x o a o m r o ^ H o r o o u m q a e T - o a n p o x a i MapxH Sp lG S flx a npoH 3BO flO TBa n p o B o x o x H a jih c B a p x a . H t o 6 h HaftTH npim H Hy c t o j t b h h 3 k o t o B H xo fla r o flH o r o npoB e^eH O aH aaH 3 83 n aaBO K o i a j i a b t o H MapKH n o n o a b 3 y a m s t o a h M a T e M a T i m e c x o i i c ia iH C T H X H . O npeflexeH O B jm sH H e o c h o b - h h x T e x H o a o ra a e o K H X n ap aM eT p o B Ha B e jim raH y C p a x a . AHaxH3 6wi n p o B e ^ e H Ha 9BM O DR A -1 3 2 5 n p a H cn oa£30B aH H H c T a H ^ a p iH o fi nporpaMMbi M H o a ce c T B e H H O fi p e r p e - c h h . O n H p aaob H a a H a a H 3 e npoB efleH O H e c x o u b x o n x a B O K , o S p a fia T H B a a h x f l o n o a - HHTeaBHO a p r o H O M b KOBme. B aaaH H e s i o r o BH.ua o£>p a6o T xn o n p e a e a e H O opaBH H Baa 3TH naaBKH o tp a a ai j h oh h h m h• Y cT aH O B JieH O , h t o o f ip a S o T x a aproHOM B a a a e T n o a o - S H ie a B H O Ha o flH o p o a H o cT B M e i a a a a . P e 3 y a b i a m HcnHTaHHft M o r y i 6 h t b npHMeHeHH f l a a ooBepmeHCTBOBaHHH T exH oaorH H BH naaBXH s t o 8 c T a i H .
THE EF F EC T OF T R E A T M E N T BY AR G ON ON THE LOW A L L O Y ST EEL QU AL ITY
S u m m a r y
M a ny iro nworks the S plG S for the pr odu c t io n of weldi ng wi r e is ch ar ac
teriz ed by the smallest yi el d of blooms. The 83 melts of steel of this kind have been a n al iz ed in order to de te rmine the reasons of low obtait- ment by means of st at ist ic al mat he m at i cs defining the in fluence of va rious basic t ec hn olo gi ca l pa ram et er s on the size or reject. The analysis hav e been made by co mp ut e r of the type O DR A - 13 2 5 using the standard pro- gramm of m u lt i p le regression. Several e x per im en tal melts based on this a n al y s is have been made and refined by argon in the ladle. The influence of this kind of treatment has been defined by compar is io n of experimental melts wi t h traditi on al ones. It has been stated, that the refinement by means of argon al lows better ho m og en iz ati on of steel. The results of the ex pe ri m e nt s sh ou ld al low opti mi zat io n of melts of this grade of steel.
