Zwykle po argonowaniu albo po procesie R-H i D-H jest w stali 3÷5ppm wodoru, 50÷80ppm azotu, 30÷40ppm tlenku węgla (CO).

W Hucie Katowice produkuje się stal ŁH15 typowa łożyskowa o składzie:

C - 42 %

Mn - 0,3%

Si - 0,25%

P - 0,02%

S - 0,015%

Cr - 1,5%

Ni - 0,2%

Mo - 0,02%

Po argonowaniu stal ta ma:

H₂ - 3÷30ppm; N₂ - 20÷130ppm.

RYSUNEK 24

Argonowanie jako proces metalurgiczny zostało wprowadzone w Polsce w 1970 roku i obecnie wszystkie Polskie huty proces ten stosują. Ilość zużywanego argonu na tonę stali waha się od 0,03m³÷2,6m³, ciśnienie podawane do argonu 2÷7 atmosfer, czas przedmuchiwania 3÷16 minut.

Proces VOD (lub LD-Vac) wytwarzania stali kwasoodpornych i odpornych na korozję.

Charakterystyczną cechą stali odpornych na korozję jest duża zawartość dodatków stopowych a w szczególności chromu, niklu, niewiele molibdenu i bardzo niska zawartość węgla najlepiej poniżej 0,05%. Tak niską zawartość węgla w stali bardzo trudno otrzymać i dlatego musimy się posłużyć procesem duplex to znaczy podwójnym procesem: wytapiania stali i jej obróbki pozapiecowej. Proces VOD jest najbardziej skomplikowanym procesem metalurgicznym gdyż walczymy w nim o wysoką temperaturę stali, brak zgaru chemicznego chromu lub maksymalne jego ograniczenie, walczymy o korzystną atmosferę nad kąpielą metalową stali a jest nią tlenek węgla CO.

RYSUNEK 25

Termodynamiczne i praktyczne badania dowiodły że im wyższa temperatura stali, im niższa zawartość węgla w stali i wyższe ciśnienie cząstkowe CO nad kąpielą metalową tym mniejszy zgar chemiczny chromu a co za tym idzie jego oszczędność jako pierwiastka kosztownego.

Chrom w piecu elektrycznym łukowym utlenia się do Cr₂O₃ i Cr₃O₄ przechodzi do żużla:

- reakcja zachodzi w obie strony.

Reakcja jest obustronna i przebiegała by w nieskończoność gdyby niestworzone warunki temperatury stali i podciśnienia w komorze próżniowej.

RYSUNEK 26

Wpływ temperatury stali na równowagową zawartość chromu (Cr) i węgla (C) przy ciśnieniu tlenku węgla nad stalą P_CO=1,02 * 10⁵ Pa (1 atmosfera).

Zgar (ubytek) chromu w piecu elektrycznym łukowym jest ogromny dlatego dodajemy do pieca łukowego żelazochrom jako dodatek stopowy tuż pod koniec wytapiania a przed spustem stali do kadzi. Tę stal z kadzią przenosimy do komory próżniowej gdzie natychmiast rozpoczyna się dmuchanie tlenu, wytwarzając atmosferę CO. W ten sposób widać że wypalanie się chromu w komorze próżniowej przy dmuchaniu tlenem jest najniższe przy wysokiej temperaturze stali i niskiej zawartości węgla poniżej 0,05%.

Jest to najnowocześniejszy pogląd na termodynamikę otrzymywania stali odpornych na korozję w których jest 18% chromu.

, z tego równania znajdujemy a_[Cr]:

gdzie:

K - stała równowagi termodynamicznej pomiędzy tymi składnikami reakcji

a - aktywność pierwiastka lub gazu właśnie w tej reakcji

Z tego ostatniego równania wynika że aktywność przebiegu reakcji w lewo będzie tym niższa im niższe jest ciśnienie równowagowe tlenu węgla CO i im mniej jest węgla w stali. Obniżając zatem ciśnienie nad metalem CO obniżamy stratę chromu.

Z punktu widzenia metaloznawczego gdyby węgla w stali odpornej na korozję było by dużo powstał by z niego węglik chromu Cr₂₃C₆, Cr₇C₃ - twarde fazy nieodporne na korozję.

Przebieg procesu VOD jest następujący:

1. do pieca elektrycznego łukowego ładujemy złom stali chromowej i chromoniklowej a także złom stali węglowych w postaci rur, prętów, szyn kolejowych i konstrukcji. Po stopieniu stali wsadowej świeżymy tlenem za pomocą lancy tlenowej do zawartości węgla 0,2÷0,3% i krzemu 0,2%. Spuszczamy stal do kadzi o temperaturze 1670÷1700°C. Próbka na skład chemiczny. Pomiar temperatury (max. 1600°C).

2. VOD - próżnia:

1. ciśnienie 800 Pa (60 Tr) - lanca - tlen - mieszanie Ar

2. tlen→stop

próżnia→1Tr

argon→tak

Tlen w stali reaguje z C i daje CO.

3. tlen - stop

próżnia - stop

argon - stop

• pomiar temperatury (1700°C)

• odtlenianie Fe-Si

• żelazostopy (Fe-Cr, Ni)

• żużle syntetyczne

1. próżnia - 1 Tr

argon - tak

tlen - stop

2. próżnia - stop

tlen - stop

argon - stop

temperatura spustu - 1550°C I rozlewamy stal do walcowni

Stale LC-SONK.

Stale LC-SONK są to najnowocześniejsze stale odporne na korozję (Cr, Ni) są to stale austenityczne o zawartości węgla C <0,03%, przeszły specjalne zabiegi uszlachetniania próżniowego i obróbki tlenem. LC - low carbon.

Proces AOD.

Proces AOD jest to proces również próżniowy, również z tlenem i próżnią przeznaczony nie tylko do wytapiania stali LC-SONK ale również wszystkich innych gatunków stali wysokostopowych, a więc: żaroodpornych, żarowytrzymałych, odpornych na zużycie a przede wszystkim stali z dużą ilością dodatków stopowych nie tylko chromu i niklu.

27

---