Obróbka pozapiecowa stali.
Piece indukcyjne w komorze próżniowej pozwalają według tabeli na procesy przy próżni metalurgicznej wynoszącej 10-2 ÷ 10-3 Tr (tora - 1Tr= 133Pa). Próżnia badawcza wynosi od 10-3 ÷ 10-6 Tr. Natomiast głęboka próżnia to 10-8 ÷ 10-12 Tr.
Piece próżniowe przeznaczone są głównie do wytapiania stali narzędziowej a także stopów kosmicznych tytanu, stopów kosmicznych aluminium i magnezu ale również stali odpornych na korozję niskowęglowych. Ponieważ piece próżniowe indukcyjne są bardzo kosztowne zamiast nich stosuje się komory próżniowe to znaczy stal wytapiana w zwykłych piecach elektrycznych i przelana do kadzi natychmiast jest umieszczana w komorze próżniowej i tam obrabiana pozapiecowo próżnią.
RYSUNEK 18
Ten sposób obróbki jest długotrwały a co za tym idzie gwałtownie spada temperatura stali w komorze. Żeby temu przeciwdziałać obrabiany próżnią w urządzeniu do odgazowania metodą strumieniową, polega ona na przelaniu stali z kadzi do wlewnicy i struga stali znacznie szybciej w próżni traci zanieczyszczenia gazowe.
RYSUNEK 19
Duże ilości stali odgazowuje się w próżni dwoma metodami D-H i R-H.
D-H metoda porcjowego odgazowania stali w próżni stosowana jest w Hucie Katowice gdzie jednocześnie odgazowuje się całą objętość stali wytopionej w konwertorze. Odkryta w 1956r. patent huty Dortmund - Horder Huttenunion.
RYSUNEK 20
Istnieje możliwość w metodzie D-H dodawania w komorze próżniowej dodatków stopowych.
Znacznie nowocześniejszy sposób odgazowania w próżni nazywa się R-H. Metoda R-H porcjowego obiegowego odgazowania stali w próżni - huta Rurhstal - Hereus.
RYSUNEK 21
W Hucie Katowice kadź o pojemności 400 ton odgazowuje stal w ciągu 9 min. Jedna porcja obiegu trwa 6 sekund, szybkość obiegu to ok. 60÷100 ton/min. Argon jako gaz szlachetny chemicznie obojętny wspomaga obieg stali a jednocześnie sprzyja usuwaniu wtrąceń niemetalicznych.
W procesie R-H komora próżniowa wyłożona jest cegłą zasadową (MgO) i cegłą obojętną (Cr2O3+MgO). Tlenek glinu czyli boksyt dodawany jest do komory próżniowej jako proszek który chroni wyprawę ceramiczną komory ochronnym spinelem MgO*Al2O3.
Stal w Hucie Katowice na szyny po obróbce próżniowej posiada Rm=800 MPa a w procesie D-H zmniejsza ilość gazów:
H2 z 5ppm÷3ppm
O2 z 90ppm÷30ppm
N2 z 140ppm÷20ppm
ppm - parts per milion ( części na milion ).
Argonowanie stali.
Argonowanie jest to rodzaj obróbki pozapiecowej stali w której osuszony gaz przepuszcza się przez kształtkę porowatą w dnie kadzi lub lancą (jak w konwertorze) przez ciekłą stal. Pęcherzyki Ar mają te właściwość że potrafią absorbować na swej powierzchni pęcherzyki innych gazów jak wodór, tlen, azot a nawet mogą one wnikać do pęcherzyka argonu i z nim razem wypływać do żużla gdzie ulegają koagulacji. Także wtrącenia niemetaliczne WN o dużej lepkości powierzchni absorbują się na powierzchni argonu i wypływają do żużla. Tak więc argon gaz szlachetny spełnia rolę oczyszczacza stali.
Argon jest mieszaniną izotopów:
40Ar (99,600%)
38Ar (0,063%)
36Ar (0,337%)
gęstość - ξ=1,7839 kg/m3
Argon nie tworzy żadnych związków walencyjnych z wodą (Ar*6H2O) łączy się siłami Van der Waalsa.
Argon ma ogromne zastosowanie w technice głównie w metalurgii, spawalnictwie i wytwarzaniu półprzewodników i pokryć na stykach elektrotechnicznych a także w budownictwie (np. szyby hermetyczne). Argon otrzymujemy z powietrza ciekłego 12% azotu i 89% argonu i dopiero potem oczyszczamy ten argon.
Ilość wdmuchiwanego argonu do ciekłej stali za pomocą lancy lub przez kształtkę ceramiczną wynosi od 3÷4 tysięcy litrów na tonę stali i wówczas obniża się ilość wodoru z 2÷3ppm. Jeśli ilość dmuchanego argonu podniesiemy do 8÷10 tyś litrów na tonę stali wówczas ilość wodoru pozostaje na tym samym poziomie zaś azot nieznacznie tylko ubywa, tak więc argon nie jest lekarstwem na usuwanie azotu ze stali.
RYSUNEK 22
Sposób podawania lancą argonu jest prymitywny. Powszechnie stosuje się kadzie zatyczkowe z kształtką ceramiczną która filtruje i suszy jednocześnie argon.
RYSUNEK 23
24