Kalsiyum İşlemi İdeal İnklüzyon Modifikasyonu Koşullarının Belirlenmesi Ve Proses Optimizasyonu

Abstract

Çelik içerisinde bulunan inklüzyonlar, miktar, tip ve boyutlarına bağlı olarak sürekli döküm sırasında nozul tıkanması, haddeleme ve nihai şekillendirme sırasında çatlama, yırtılma, kırılma vb. kusur oluşumlarına, nihai ürün mekanik ve fiziksel özelliklerinin bozulmasına neden olurlar. Al ile deokside edilmiş çeliklerde oluşan ve nihai çelik özelliklerini olumsuz yönde etkileyen en temel inklüzyonlar Al2O3 ve MnS inklüzyonlarıdır. Pota fırınında kalsiyum işlemi ile Al2O3 ve MnS inklüzyonları modifiye edilerek haddeleme sırasında deforme olmayan küresel inklüzyonlara dönüştürülür, çeliğin inklüzyon içeriği azaltılır ve kükürt giderme sağlanır. Kalsiyum işlemi koşullarının uygun olmaması durumunda sıvı çelikten uzaklaştırılamayan, çelik üretim şartlarında katı fazda olan kısmen modifiye olmuş kalsiyum aluminat inklüzyonları (CA6, CA2, C3A) oluşur, Al2O3 ve MnS inklüzyonları modifiye edilemez. Bu durum kalsiyum işlemi ile başarılı bir inklüzyon modifikasyonu için proses optimizasyonunu zorunlu kılmaktadır. Pota fırınında kalsiyum işlemi ile inklüzyon modifikasyonuna etki eden temel faktörler, sıvı çeliğin Ca, S ve Al miktarları, işlem sıcaklığı, operasyon koşulları, curuf özellikleri ve karıştırma koşullarıdır. Bu çalışma ile kalsiyum işlemi ideal inklüzyon modifikasyonu koşulları belirlenerek proses optimizasyonu yapılmıştır.

Due to the nature of steel making process, it is impossible to produce inlusion free steel. Based on this fact, the investigations on clean steel are concentrated on the reduction of inclusions and conversion of inclusions into harmless state by modification. Aluminum-killed steels contain mainly Al2O3 and MnS inclusions. Alumina inclusions are formed during deoxidation or reoxidation in steel making process and particularly harmful because they tend to clog the refractory nozzles, show dendritic fracture during hot rolling. MnS inclusions form towards to end of solidification and elongates during hot rolling. Both Al2O3 and MnS inclusions have adverse effects on final product mechanical and physical properties causing cracking, fracture, tearing, surface defects etc. during forming and welding. Calcium treatment can modify oxide and sulfide inclusions, reduce the harmful effects of Al2O3 and MnS inclusions. If calcium treatment conditions are not convenient, partial modified solid calcium aluminate (CA6, CA2, C3A) inclusions which can not be removed from liquid steel occur, Al2O3 and MnS inclusions can not be modified. Therefore, successful calcium treatment calls for optimisation of the process conditions. In this study, ideal inclusion modification conditions were determined and process optimisation was done.