Poboljšanje kvaliteta kovačkih ingota izradom djelomično dezoksidiranog čelika u peči i dezoksidacijom u vakuumu Improvement of Foraing Ingot Quality by Partial Deoxidation of Steel in Furnace and Fina! vacuum Deoxidation M. Serdarevič, F. Mujezinovič, H. Babahmetovič, Metalurški institut "Hasan Brkič", Zenica Prva industrijska upotreba vakuumske metalurgije je bila prije svega namijenjena srna nje nju sadržaja vodika radi sprečavanja nastajanja pahuljica u otkovcima. Kasnije se upotrebljava za vakuumsku dezoksidaciju čiji je cilj smanjenje sadržaja kisika, a danas je njeno težište u homogenizaciji taline, u mogučnosti korekcije hemijskog sastava čelika kao i dodavanje legirajučih elemenata i dezoksidacija metala. U ovom radu je izvršena izrada čelika u SM pečima sa potpunom dezoksidacijom u kazanu i vakuumiranjem čelika (varijanta I) i izrada čelika u S M pečima sa djelomičnom dezoksidacijom čelika u kazanu i vakuumiranjem čelika sa argoniranjem (varijanta II). Testings of carbon steels intended for processing by forging were carried out. The existing technology of steelmaking in open-hearth furnaces with full deoxidation before vacuum treatment of steel has not given satisfactory results with regard to steel purity. The steel of satisfactory purity has been provided by heats made in open-hearth furnaces by partial deoxidation of steel in ladle and then vacuum deoxidation with argon purging of steel. The analysis of non-metalic inclusions by optical microscopy has shovvn that the average slag number for heats made by full deoxidation of steel before vacuum treatment is 3.53 and for heats made by partially deoxidized steel in ladle and final vacuum deoxidation is 2.34. 1 Plan uzimanja uzoraka 1.1 Probe metala i t roške U toku izrade čelika u pečima, za vrijente obrade čelika u kazanu i u toku vakuumiranja uzimane su probe za kontrolu hemijskog sastava metala. U toku vakuumiranja pored kontrole hemijskog sastava čelika mjeren je sadržaj aktivnog kisika u čeliku. 1.2 Probe i: otkovaka Iz otkovaka su rezane probne ploče za slijedeča ispitivanja: • makrouključaka po metodi plavog loma. Na pločama su urezani utori, a zalim je vršeno ispitivanje prema standardu PN 60; • nemetalnih uključaka optičkim mikroskopom. Uzorci su uzimani iz ploče prema listu 1. Ispitivana površina je paralelna smjeru izduženja materijala prilikom kovanja; • nemetalnih uključaka na REM-u. 2 Izrada opitnih talina Ovdje je bio osnovni cilj da se izvrše industrijske probe pornoču dvije tehnološke varijante. Izrada opitnih talina pomoču varijante I nije imala večih izmjena od ustaljene tehnologije proizvodnje umirenih čelika u nagibnim SM pečima. Ova tehnologija sastoji se od izrade čelika u SM peči, potpune dezoksidacije čelika u kazanu i vakuumiranja čelika. Tehnološka varijanta II: izrada čelika u SM pečima, djelomična dezoksidacija čelika u kazanu, vaku-umiranje čelika u RH uredjaju i argoniranje čelika u toku vakuumiranja. Vakuumiranje djelomično dezoksidiranog čelika vršeno je 10-15 minuta, a zatim je izvršena konačna dezoksidacija u vakuumu sa ferosilicijem i aluminijem. Količina dodatog aluminija kod izrade čelika pomoču varijante II je smanjena za 0.5 kg/t čelika u odnosu na varijantu I radi sntanjenja količine oksidnih uključaka. Nakon toga vršeno je obavezno argoniranje u toku vakuumiranja čelika da bi se poboljšala cirkulacija i homoge-nizacija čelika po eijelom obimu kazana. 3 Vakuumiranje čelika Proces vakuumiranja u RH uredjaju odvijao se prema si i -jedečim uslovima koji su prikazani u tabeli 1. Kod vakuumiranja čelika izradjenog pomoču tehnološke varijante II vršeno je argoniranje čelika kako bi se izvršila homoge-nizacija taline i lakše isplivali nemetalni uključci. 4 Analiza rezultata 4.1 Metalografska ispitivanja Probni uzorci eksperimentalnih talina podvrgnuti su metalo-grafskoj makro i mikroanalizi sadržaja i raspodjele nemetalnih uključaka. Iabela 1. Osnovni tehnološki parametri vanpečne obrade čelika. Tehnološka varijanta I Tehnološka varijanta II Redni broj Dodaci u vakuurr komori (kg /t) Temperatura čelika (°C ) Dodaci u vakuum komori (kg / t ) Temperat u ra čelika (°C ) FeSi C 4- Al Pred izljev U kazan Pred Paslije vak. vak. FeSi FeMn C Al Pred izljev Pred vak. Pbslije vak. 1. 0,23 - 1695 1647 1607 1573 0,34 - 0.92 0,49 1672 1623 1571 2 - 0,22 1701 1655 1626 1574 1,14 0,23 1680 1633 1574 3. - 0,33 1667 -- 1615 1594 1568 0,35 - - 0,49 1661 -----_ 1628 1572 4 - _ 0,17 1671 1605 1572 0,58 1,17 - 0,48 - 1659 ----— 1642 1579 5 - 0,51 - 1675 1631 1611 1569 1,12 - 0,37 0,46 1669 ---1 1617 1559 Makroskopska ispitivanja Na odsječenim pločama iz otkovaka debljine oko 20 mm nakon ultrazvučne kontrole kvaliteta otkovaka, izvršena su makroispitivanja pontoču Bauntanovog otiska, dubokog na-grizanja i proba plavog loma. Ocjena proba plavog loma opitnih talina data je u tabeli 2. Na listu 2 prikazan je izgled makrouključaka kod odbačenih otkovaka (j> 500 mm i 1100 mm. Otkovci su odbačeni zbog grešaka koje su registrovane pri kontroli ultrazvukom. Na snimku makrouključci izgledaju kao svijetle linije. Na snimku A predstavljen je dio ploče iz centralne zone otkovka sa malim stepenom prerade (0 1100 mm) gdje su makrouključci ra-zličite veličine i zaobljenog oblika. Na snimku B vide se izduženi makrouključci kod osovine 4> 500 mm sa večim stepenom prerade. Ploča izrezana iz osovine