Kémia | Anyagtudomány » Acélgyártás

ACÉLGYÁRTÁS Az acélgyártás feladata a nyersvas széntartalmának és a szennyezőanyagok mennyiségének csökkentése. Pl: mangán, szilícium, kén és foszfor Ma már csak folyékony halmazállapotú acélt gyártanak, így az eljárásokat folytacél eljárásoknak nevezik. A folyékony halmazállapot fenntartásához szükséges hőmennyiséget a reakciók oxidációs hője vagy külső energia fedezi. Az eljárásokat berendezéseik szerint csoportosítjuk: 1. Simens-Martin, 2. Elektroacélgyártás, 3. Konverteres eljárások Az acélgyártás betétanyagai: együttesen határozzák meg a kész acél összetételét.  Fémbetét: vas és acélhulladék, valamint szilárd vagy folyékony nyersvas. - Savanyú eljárás: kis kén és foszfortartalom kell hozzá, mert a keletkező salak ezeket az elemeket nem köti meg. - Bázikus eljárás: kis szilíciumtartalom kell, mert a sok salak miatt a megolvasztáshoz sok hő kell, ami a gazdaságosságot csöketi. A hulladék

vas lehet ötvözött vagy ötvözetlen.  Frissítő anyagok: az acélgyártás oxidációs folyamatait segítik, elő ezek lehetnek vasércek vagy a reve.  Salakképző anyagok: mészkő, égetett mész, kvarchomok, folypát, bauxit és samott, amelyek a salak reakcióképességét növelik.  ötvöző anyagok: ezek milyensége mindig az elérendő tulajdonságtól függ. Tüzelőanyagok: lehetnek folyékonyak, gázneműek vagy az elektromos ív hőhatása, indukált áram hője vagy oxidációs hő. Ötvözés: az ötvözők adagolásával figyelembe kell venni az ötvöző anyagok oxigénhez való vegyrokonságát. A kis affinitású nemes ötvözőket már a betétanyagokkal együtt be lehet adagolni (nikkel, kobalt, molibdén, réz). A nagy affinitású ötvözőket csak a dezoxidációs folyamat után kell az acélba adagolni (króm, vanádium, wolfram, alumínium, titán). ACÉLGYÁRTÓ ELJÁRÁSOK 1. Siemens-Martin eljárás: szakaszos üzemeltetésű eljárás,

amelyet lángkemencében végeznek. A gázt és levegőt előmelegítik, hogy könnyen elérhessék az 1650-1750C üzemi hőmérsékletet. A gyártás technológiai szakaszai nem határolhatók el egymástól:  berakás  beolvasztás: a folyékony nyersvas adagolásával az ideje lecsökkenthető. 1    frissítés: kezdetben a levegő oxigénjével később a salak segítségével megy végbe. kikészítés: kéntelenítés, dezoxidáció, ötvözés. csapolás: üstökbe csapolnak 100mm-es hőszigetelt salakkal. A kemencék befogadóképessége 300 500 Mp. 1Mp=1000 Kp 1MP=1tonna Egy adagidő 4-10 óra. Az eljárás előnyei:  az ócskavas és nyersvas aránya tág határok között változtatható.  a végső összetétel és minőség a hosszú adagidő miatt jól beállítható  szennyező és zárványtartalma alacsony lesz Hátránya: kevésbé termelékeny. 2. Elektroacél gyártások:  Ívfényes acélgyártás: a megolvasztáshoz szükséges

hőmennyiséget az elektródák között keletkező villamos ív biztosítja, ami az acélfürdőn keresztül záródik, így közvetlenül hevít. A kemencék háromfázisú, háromelektródás buktatható kivitelben készülnek. Adagja 1-250 tonna A kemence bélése lehet bázikus vagy savas. Savas bélést általában acélöntödékben, bázikust pedig melegalakítással tovább feldolgozott tuskók gyártásánál használják. Technológiai szakaszai megegyeznek a Simens-Martin eljáráséval. A betétanyaga főleg hulladék és 10% nyersvas. A sok hulladékban kevés a szén, ezért a betétanyagba kokszot, vagy elektródatörmeléket adagolnak. Költségesebb, mint a Simens-Martin eljárás, de ezt ellensúlyozza a jobb acél kihozatal és a kisebb adagidő.  Indukciós acélgyártás: nagyfrekvenciás indukciós kemencékben igen tiszta betétanyagok átolvasztását végzik. Az olvasztás gyorsan végbemegy, így a betétanyag nem tud oxidálódni. A salaknak itt nincs

szerepe, mivel a salakban nem indukálódik áram, csupán az oxidációtól véd. A nagyfrekvenciás áram hatására az acélfürdő állandó mozgásban van, ezért a sok ötvözőt tartalmazó különleges acélok gyártásához igen előnyös eljárás. Az adagidő 120-150 perc és a maximális befogadó képesség 30 tonna. 3. Bessemer-eljárás: tűzálló bélése a savas kémhatás miatt csak a savanyú eljárásra alkalmas. Berendezése hengeres alakú, ami két csap körül elforgatható A frissítés ideje 8-20 perc. Külső fűtőenergiára nincs szükség, mert a nagy szilíciumtartalmú nyersvas oxidációs hője elég hozzá. Hátránya, hogy a kén és a foszfor nem távolítható el a savas bélés miatt. Előnye a nagy termelékenység 900-1000 tonna/24 óra 4. Thomas eljárás: bázikus bélésű A betétanyagok melegen tartását a foszfor oxidációs hője adja. Adagja égetet mész és folyékony nyersvas Az eljárás ideje 10-25 perc 5. Oxigén frissítéses

eljárás: a nyersvas felületére tiszta oxigént fuvatnak Hőmérséklete 2500-3000C. A fürdője forgómozgást végez, így a végbemenő reakció gyors, ami miatt az összetétel kevésbé szabályozható. 2