ZÁSADNÍ POZNATKY Z ODLÉVÁNÍ JAKOSTI 19312 Miloš MASARIK 1), Zdeněk ŠÁŇA 2), Václav KOZELSKÝ 3) EVRAZ Vítkovice Steel a.s., Štramberská 2871/47 709 00 Ostrava Hulváky, 1) milos.masarik@cz.evraz.com, 2) zdenek.sana@cz.evraz.com, 3) vaclav.kozelsky@cz.evraz.com Abstrakt Článek v základních rysech popisuje přípravu a poznatky z odlévání nástrojových ocelí určených pro plechy z jakosti 19312 případně ekvivalentu dle EN ISO 4957 jakost 90 Mn Cr V 8. Mimo základních znalostí o oceli jsou zde uvedené jak vypočtené a i skutečné změřené teplotní charakteristiky oceli, dále jsou uvedené základní poznatky o licí struktuře a parametry ze statického teplotního modelu zabudovaného v brámovém zařízení plynulého odlévání v Evraz Vítkovice Steel. 1. ODLÉVÁNÍ OCELI JAKOSTI 19312 NA ZPO Výroba oceli jakosti 19312 s tak vysokým obsahem uhlíku není v EVS běžná, spíše ojedinělá. Běžně vyráběné a následně odlévané oceli na kontilití jsou do obsahu 0,60%C. Pro takovou zakázku je nutno připravit nejen nutné požadované vstupní suroviny, ale nutno se zamyslet na technologickým postupem. Výroba jakosti 19312 vyžaduje přípravu kvalitního šrotu, vstupního železa, smolného koksu, Chromu, Vanadu a dalších komponentů. 2. PRAKTICKÉ ZKUŠENOSTI Z VÝROBY První zkušenosti s výrobou této jakosti jsme měly v roce 2011. Tehdy byly vyrobeny 3 tavby. Další zakázka byla v roce 2012 a v lednu 2013. Vzhledem k problémům u odlévání této jakosti v roce 2011 bylo nutno připravit co nejlepší podmínky pro úspěšné zvládnutí výroby a odlévání na kontilití. Pro přípravu lití této jakosti 19312 bylo nutno následující. Na zakázku bylo nutno vyrobit 4 tavby, které se měly odlít na kontilití v rozměru 250x1530mm. Odpichová teplota tavby byla 1648 C s postupem dalšího zpracování na LF peci, kde proběhlo dolegování na přibližnou analýzu. Tabulka 1: Chemická analýza Analýza (%) C Mn Si P S V Al Cr Ni Min. 0,85 1,80 0,10 0,050 0,010 0,20 Max. 0,90 1,90 0,15 0,030 0,005 0,060 0,060 0,25 0,03 Vyrobená 0,90 1,90 0,15 0,017 0,004 0,056 0,05 0,23 0,02
Tavba po zpracování na LF peci byla odeslána na Integrovaný systém sekundární metalurgie (ISSM), což je VD. Zde proběhlo vakuování a přesné dolegování. Po zpracování na ISSM byla tavba odelána na kontilití (ZPO). Vzhledem k tomu, že zakázka byla na 4 tavby bylo nutno zvládnout logistický připravit a zkoordinovat postup a zpracování všech 4 taveb, tak aby po odstartování sekvence nebylo nutno zpomalovat licí rychlost. Pro takovou jakostní skupinu je nutno mít připravený licí prášek a nastavené sekundární chlazení. Licí prášek bylo nutno konzultovat s dodavatelem, který doporučil vhodný typ. Odlévání probíhalo za snížené licí rychlosti v=0,68 m/min, tak jak je vidět z teplotního modelu (Obr.1). Konkrétně u tavby 20400 se teplota likvidu pohybovala T= 1452 C. Licí teplota byla T= 1491 C. Obr.1 Teplotní model Po odlití byly brám v napálených požadovaných délkach pro válcovnu byly tyto bramy odvezeny na očištění horního povrchu na skarfing a následně umístěny na chladící pole ke schlazení. 3. ZKUŠENOSTI Z MINULÝCH ZAKÁZEK A PŘIJATÁ OPATŘENÍ Tím, že v roce 2011 byly vyrobeny tavby této jakosti, ale z velkou zmetkovitosti bylo nutno provést následnou analýzu. Po analýze technologického postupu jsme zjistili následující:
1.Při výrobě této jakosti v roce 2011 byla sice příprava pro výrobu provedená podle daného technologického postupu, ale bramy zůstaly na chladícím poli delší dobu (cca 2 dny) a povrchová teplota poklesla pod hranici 250 C. Při této teplotě začalo docházet vnitřnímu pnutí a následně k praskání bram, které byly ve stozích, nebo byly přepravovány na válcovnu. 2. Prostor, kde byly uskladněné bramy na chladícím poli, se nacházel v otevřeném prostoru v průvanu, kde mohlo docházet k intenzivnějšímu ochlazování. čas lití sekvence Obr.2 Skutečná licí rychlost u dané sekvence Obr.3 Bramy v stozích
Obr.4 Prasklá brama V průběhu lití taveb u sekvence byl odebrán vzorek dle standardního postupu pro vyhodnocení makrostruktury. Obr.5 Vzorek pro vyhodnocení makrostruktury z roku 2011 Při výrobě této jakosti v letošním roce (v roce 2013) byla provedená táto nápravná opatření: 1. Kolem odlitých bram zůstaly bramy z předchozích sekvencí a vytvořily tím teplotní štít, který umožnil odlitým bramám jakosti 19312 pozvolnější chládnutí. 2. Expedice bram jakosti 19312 probíhalá v návaznosti na měřenou povrchovou teplotu. Při poklesu teploty na 480 C byl proveden odvoz bram na válcovnu, kde proběhlo přímé sazení do pece.
Po odebrání vzorku na makrostrukturu nebylo vidět známky povrchových trhlin tak, jako v předchozím případě (Obr. 6). Závěr: Obr.6 Vzorek pro vyhodnocení makrostruktury z roku 2013 Pro tuto požadovanou jakost je nutno stanovit přesný logistický tok a technologický postup výroby. V případě nedodržení podmínek pro lití na ZPO může dojít k průvalům. Při nedodržení chladících podmínek a následné expedice s požadovanou teplotou do válcovny, může dojít s poklesem teploty k jejich praskání. V tomto článku byly zhrnuty praktické zkušenosti s tak náročnou jakostní skupinou oceli, jako je jakost 19312. LITERATURA [1] Šmíd, J. Katalog vad plynule litých předlitků. Šmíd TaM. [2] Ryš, P., Cenek, M., Mazanec, K., Hrbek, A., Železo a jeho slitiny, Academia Praha 1975, 554 s. [3] Pluhař, J.,Korita, J., Strojírenské materiály Praha 1966, 558 s.