ISD DUNAFERR. LIV. évfolyam 1. szám (180) Kézirat lezárva: február TARTALOM MÛSZAKI GAZDASÁGI KÖZLEMÉNYEK

LIV. évfolyam 1. szám (180) Kézirat lezárva: 2016. február

ISD DUNAFERR MÛSZAKI GAZDASÁGI KÖZLEMÉNYEK A szerkesztőbizottság: Bocz András Bucsi Tamás Cseh Ferenc Gyerák Tamás Kopasz László Kozma Gyula László Ferenc Lontai Attila Lukács Péter PhD Orova István Tarány Gábor

Főszerkesztő: Dr. Szücs László

TARTALOM Harcsik Béla, Móger Róbert A nagyolvasztói fúvóformákban kialakuló Cu-Fe szilárd oldatok hővezető képességének meghatározását megalapozó vizsgálatok I-II. I. A réz fajlagos hővezető képességének meghatározása villamos mérési adatok alapján, 0-1000 °C-os hőmérséklettartományban 3 Establishing research for the determination of cu-fe solid solution’s thermal conductivity which develops at blast furnace tuyere I-II. I. Determination of the specific thermal conductivity of Copper based on electrical measurement data in the 0-1000 °C temperature range Hári László A mikroötvözők oldódási törvényszerűségeinek felhasználása a melegen hengerelt acélok gyártásánál Utilization of the dissolving principles of microalloying elements in production of hot rolled steels Illés Péter, Kürtösi Ernő Revehiba alakulása az ISD Dunaferr Zrt. meleghengerművében Scale defect at the ISD Dunaferr Zrt. Hot Strip Mill

Felelős szerkesztő: Jakab Sándor

Harcsik Béla, Nyitray Dániel, Sípos István Fazolák öröksége – Fejezetek a diósgyőri kohászat történetéből

Olvasószerkesztő: Dr. Szabó Zoltán

Fazola’s Heritage – Chapters from the History of Diósgyőr Steel Works

Technikai szerkesztő: Kővári László Grafikai szerkesztő: Késmárky Péter Rovatvezetők: Felföldiné Kovács Ágnes Hevesiné Kővári Éva Szabó Gyula Szente Tünde

Csehil György, Harcsik Béla, Simon István A diósgyőri nyersvasgyártás története The history of Iron Making in Diósgyőr Hári László, Durda Ádám Attila A gömbgrafitos öntöttvas minőségének javítása a technológiai előírások betartásával Improving of spheroidal graphite cast iron quality by adhering to the technology prescriptions Kovács József Az ISD Dunaferr Zrt. és gazdasági társaságainak 2015. évi újítási tevékenységéről ISD DunaferrCo. Ltd. and it’s companies annual innovation activities of 2015

Borítófotók: Németh Zsolt

7

12

21

23

35

42

ISD DUNAFERR MÛSZAKI GAZDASÁGI KÖZLEMÉNYEK Az ISD Dunaferr Dunai Vasmû Zártkörûen Mûködõ Részvénytársaság megbízásából kiadja a Dunaferr Alkotói Alapítány

Felelõs kiadó: Lukács Péter PhD, az alapítvány kuratóriumának elnöke Nyomdai elõkészítés: P. Mester Anikó HU ISSN: 1216-9676 A kiadvány elektronikus változatban elérhetõ a http://www.dunaferr.hu/08-media/mgk.html címen Nyomtatás: Extra Média Nyomda Kft. Felelõs vezetõ: Szabó Dániel 2016 

Harcsik Béla, Móger Róbert *

A nagyolvasztói fúvóformákban kialakuló Cu-Fe szilárd oldatok hővezető képességének meghatározását megalapozó vizsgálatok I-II. I. A réz fajlagos hővezető képességének meghatározása villamos mérési adatok alapján, 0-1000 °C-os hőmérséklettartományban A nagyolvasztói fúvóformák meghibásodása egy előre nem jelezhető folyamat, amely a nagyolvasztók normál működése során évente átlagosan 20-50 alkalommal bekövetkezik. Korábbi kutatások azt mutatták, hogy a fúvóforma meghibásodásokért leginkább a fúvóformára kerülő nyersvas és salak okolható. Az érintkezési felületen kialakuló Cu-Fe ötvözetek, szilárd oldatok létrejöttét metallográfiai vizsgálatokkal igazoltuk. Elméletünk alátámasztására további vizsgálatokat kívánunk végezni a réz és a vas hővezető képességének változásával kapcsolatosan. Cikkünk első része a réz fajlagos hővezető képességének meghatározásával foglalkozik.

A fúvóformák és a rádermedt nyersvas érintkezési felületein lejátszódó metallurgiai (ötvözetképződési), illetve fémtani folyamatok eredményeként képződött réz-vas anyagréteg feltehetően kisebb hővezető képességgel rendelkezik, mint a fúvóformát alkotó tiszta réz. Ennek következtében a fúvóformák felületének hűtési intenzitása mérséklődik, s így azokon a helyeken lágyulási, olvadási, sőt lyukképződési folyamatok is bekövetkezhetnek. Annak meghatározására, hogy a kialakult közbenső Cu-Fe ötvözetréteg (szilárd oldat) esetenként milyen mértékű hővezető képesség csökkenéshez vezet, helyenkénti hővezető képesség vizsgálatokra van szükség. A lehetséges vizsgálati módszerek közül bonyodalmas és sok bizonytalanságot magában hordozó, közvetlen hővezetési mérések helyett, a tervezett vizsgálatok a közvetett, de sokkal kisebb hibaforrással rendelkező, elektromos vezetőképesség-meghatározás módszerét igyekeznek használni.

A hő- és az elektromos vezetőképesség kapcsolatrendszerének elméleti alapja Az elektromos vezetőképesség mérései azért helyettesíthetik a közvetlen hővezetési vizsgálatokat, mert – a

The leakage of blast furnace tuyeres is an unpredictable incident, which happens several times at normal blast furnace operation (20-50 pcs/a). The reasons for BF tuyere damages were investigated and the liquid slag and hot metal were found as the main causes of the tuyere burn-out. Cu-Fe solid solution formed on the connected surface was proved by metallographic investigation. Further investigation is planned regarding the modification of Cu and Fe heat transfer capability. The first part of our paper deals with the determination for Cu specific heat transfer capability.

kvantummechanika kimutatásai szerint [7] – a fémek hővezetését és elektromos vezetését egyaránt a szabadon diffundáló, töltéshordozó elektronok határozzák meg. Ebből következik, hogy a hő- és elektromos vezetési együtthatók azonos irányú és egymással arányosan megjelenő változásokat mutatnak. Ha például a hőmérséklet (vagy más azonos irányban ható tényező) növekedésével a fajlagos elektromos ellenállás növekszik, a fajlagos elektromos vezetőképesség pedig csökken, akkor a fajlagos hővezető képességnek is csökkennie kell [1]. A leírtakból következik, hogy a stacionárius hővezetésre érvényes

összefüggést (melyben F az időegység alatt átáramló hőmen�nyiség, vagyis a hőáram; l a fajlagos hővezető képesség, m.kg.s-3.K-1; q a hőáramlási keresztmetszet m2, T1 a nagyobb, T2 a kisebb hőmérséklet, K; l az áramlási úthossz, m) a

alakban felírva az elektromos áramra vonatkozó I = U/R Ohm-törvénnyel formailag analóg kapcsolatra találunk [7]. A F hőáramnak az I áramerősség, a T1-T2 hőmérsékletkülönbségnek az U feszültségkülönbség, az l/q

* Dr. Harcsik Béla okl. kohómérnök, adjunktus, Metallurgiai Intézet, Miskolci Egyetem • Dr. Móger Róbert metallurgiafejlesztési főosztályvezető, Technológiai Igazgatóság, ISD Dunaferr Zrt.

ISD DUNAFERR Mûszaki Gazdasági Közlemények 2016/1.

3

hőellenállásnak az R=l/lq elektromos ellenállás, a l fajlagos hővezető képességnek pedig a g fajlagos elektromos vezetőképesség felelhet meg.

A fajlagos hő- és elektromos vezetőképesség összefüggésének matematikai formulája A kérdéses fajlagos hővezető képességnek (g) az elektromos ellenállás-mérések eredményeinek felhasználásával történő meghatározásához a szakirodalom [1; 8; 12] a WiedemannFranz törvény alábbi összefüggését ajánlja: melyben: g = fajlagos hővezető képesség, W×m-1×K-1 L = az ún. Lorentz-szám, melynek értéke az elektronvezetés elméletéből [8] 2,44×10-8 W×ohm×K-1 l = fajlagos elektromos vezetőképesség, ohm-1 × m-1 T = abszolút hőmérséklet, K, melyekből következik, hogy a fajlagos hővezető képesség l = 2,44×10-8×g×T

W×m-1×K-1

Az összefüggés azt mutatja, hogy a fémek hővezetőképessége (g) és a fajlagos elektromos vezetőképessége (l) közötti függőség egyenesen arányos a fém abszolút hőmérsékletével és minden fémre azonos, vagyis

r = az adott hőmérsékletre érvényes fajlagos elektromos ellenállás, ohm×m ro = a °C-ra vonatkoztatott fajlagos elektromos ellenállás, ohm×m a = hőmérsékleti együttható, fémenként változó érték ∆T = hőmérsékletnövekmény, °C, vagy K. Az a hőmérsékleti együttható (hőfoktényező) gyakorlatilag adott fémre állandó, de esetenként valamelyest változik a hőmérséklettel. Különböző allotróp átalakulás révén ez a módosulás számottevő lehet, de ez a fajlagos elektromos vezetőképességben már sokkal kisebb mértékben jelentkezik [1]. Az a = f (T) összefüggés számszerű adataira utaló szakirodalmi közlemények ritkák és hiányosak, így a jelen vizsgálatokban az a hőmérsékleti együtthatóinak hőmérsékletfüggése – az általános érvényű gyakorlatnak megfelelően – nincs figyelembe véve. A réz °C-ra érvényes r értéke szakirodalmi [11] adatok alapján 0,0175 10-6 ohm×m. A hőmérsékleti együttható [9; 11] rézre: a = 0,0043. A képlet és a jelzett adatok birtokában, a fajlagos elektromos ellenállás hőmérséklettől függő változását a rézre vonatkoztatva a r = r 0(1 +∆T) = 0,0175 (1+0,0043×∆T) 10-6 ohm×m összefüggés szerint 0, 300, 700, 800, 900 és 1000 °C, illetve 273, 573, 973, 1073, 1173 és 1273 K hőmérsékletekre meghatározva az eredményeket, az 1. táblázat tartalmazza, valamint az 1. és 2. ábra szemlélteti.

A valóságban a g/(l.T) hányados értéke – különösen 0 °C alatti hőmérsékleten – különböző fémeknél részben eltérő lehet, de az eltérés a jelent kutatási téma szempontjából számításba vehető 700-1000 °C-os hőmérsékleteken már elhanyagolható [9].

A réz fajlagos elektromos ellenállása a hőmérséklet függvényében Minthogy a képletben szereplő fajlagos elektromos vezetőképesség (g) a fajlagos elektromos ellenállás (g, ohm×m) reciproka, azaz

a fém fajlagos hővezető képessége – hőmérséklet függvényében mutatkozó – értékeinek ki-számítása – első feladatként – a réz és a vas hőmérsékletfüggő fajlagos elektromos ellenállásának meghatározását igényli. A közzétett dolgozat jelenlegi első része csak a réz ez irányú jellemzőinek meghatározását tárgyalja. A fémek fajlagos elektromos ellenállása a hőmérséklet növekedésével egyre nagyobb. A kémiailag tiszta fémeknél a hőmérsékletfüggés lineáris a r = ro (1 +∆T), képlet [11] szerint, melyben

4

1. ábra: A réz fajlagos elektromos vezetőképessége (r) a hőmérséklet függvényében

2. ábra: A réz fajlagos elektromos ellenállásának (r) változása a hőmérséklet függvényében


1. táblázat: A réz hővezető képessége 0-1000 °C-os hőmérséklettartományban, a meghatározásához kiszámított elektrotechnikai adatokkal Hőmérséklet °C K 0 273 300 573 700 973 800 1073 900 1173 1000 1273

Fajlagos ellenállás

Fajlagos elektromos vezetőképesség

r, 10-6 ohm × m

r, 10-6 ohm-1 × m-1

0,0175 0,0401 0,0702 0,0769 0,0852 0,0927

Fajlagos hővezető képesség l, W × m-1 × K-1

57,143 24,955 14,251 12,871 11,733 10,782

380,64 348,85 338,41 336,99 335,91 334,95

Megállapítható, hogy a hőmérséklet növekedése nagymértékben növeli a réz fajlagos ellenállását, ami például 0-1000 °C-os hőmérséklet-tartományban g értékének 0,0175-ről, 0,0927 10-6 ohm × m-re, azaz 5,3-szeres növekedését jelenti. A rézből készült fúvóforma ezen tulajdonságának változása figyelmet érdemel.

A réz fajlagos elektromos vezetőképessége a hőmérséklet függvényében A fémek fajlagos elektromos vezetőképessége a fajlagos elektromos ellenállás reciprokával képezhető, azaz

Az előzőekben megadott (és az 1. táblázatban megjelölt) hőmérsékletekre kiszámított értékeket is az 1. táblázat tartalmazza, az ugyanott rögzített r-értékek felhasználásával. Az eredmények összevetését és értékelését az 1. és 2. ábra vizuálisan segíti. Látható, hogy – amíg a r = f (T) összefüggés lineáris, addig – a réz fajlagos elektromos vezetőképességének hőmérsékletfüggését hiperbolikus változás jellemzi, azaz a fajlagos, elektromos vezetőképességének csökkenési intenzitása a kisebb hőmérsékleteken sokkal nagyobb, mint a folyamatosan csökkenő mértékű nagyobb hőmérséklet-tartományban. Amíg a vizsgált hőmérséklettartomány kisebb hőmérsékletű felében (0-500 °C) a g értékvesztése (57-17=40 10-6.ohm-1.m-1) 70,45%, addig az 500-1000 °C-os másik féltartományban már csak 10,88%, a teljes értékveszteség 81,13%-ából.

A réz fajlagos hővezető képessége a fajlagos elektromos vezetőképesség és a hőmérséklet függvényében A réz fajlagos hővezető képessége az előzőekben bemutatott Wiedemann-Franz képlettel [1; 8; 12], azaz

összefüggéssel, s az 1. táblázatban rögzített adatok behelyettesítésével, az ott megjelölt hőmérsékletekre kiszámíthatók. Az eredményeket szintén az 1. táblázat foglalja össze, s a 3. ábra vizuálisan rögzíti a fajlagos elektromos


3. ábra: A réz fajlagos hővezető képessége a fajlagos elektromos vezetőképesség függvényében vezetőképesség függvényében. A fennálló lineáris összefüggést a matematikai forma már jelzi, az ábra pedig jól láttatja. Kiderül, hogy a réz fajlagos hővezető-képessége 0-1000 °C-os hőmérséklet-tartományban 380,64-ról 334,95 W.m-1.K-1 értékre, azaz 12%-kal, tehát számottevő mértékben csökken. Ez jó bázisinformáció a Cu-Fe szilárd oldat tervezett, ez irányú vizsgálatához. A g és a l értékek egymáshoz viszonyított változását a megadott hőmérsékleteken a 4. ábra szemlélteti. A két paraméter között fennálló, s a Wiedemann-Franzképletben is rögzített összefüggést az ábra a hőmérséklet függvényében is mutatja. A l értékek változása természetesen – a értékekhez hasonlóan – szintén hiperbolikus.

4. ábra: A réz fajlagos elektromos vezetőképessége (g) és fajlagos hővezető képessége (l) a hőmérséklet függvényében Megállapítható ugyanakkor, hogy a fajlagos hővezető képesség csökkenésének mértéke (12%) bár jelentősen nagy, de sokkal kisebb, mint a fajlagos, elektromos vezetőképesség 81,13%-os csökkenése a 0-1000 °C-os hőmérsékletnövekedés-tartományban. A fémek vezetőképessége 0 °C hőmérsékleten ~13 W.m-1.K-1-tól (nemesacél) ~400 W.m-1.K-1-ig (ezüst) terjed. A réz (~380 W.m-1.K-1) közvetlenül következik az ezüst után a hővezető képességben. Az oldófémben már csekély mennyiségben oldódó ötvözőelem is jelentékeny mértékben növeli a fém fajlagos elektromos ellenállását, illetőleg csökkenti a fajlagos hővezető-képességét. A szakirodalomban található, egymással feltétlenül nem harmonizáló adatok szerint, például a réz r-értékét 1% P-tartalom, az eredeti ellenállás hatszorosára növeli [1]. A nagy tisztaságú, 395 W×m1×K -1 hővezető képességgel rendelkező réz l értékét,

5

arzénnyomok ~142 W×m-1×K-1 értékre csökkentik [12]. Ezek az információk is alátámasztják annak a feltételezésnek a helyességét, hogy a fúvóformák – nyersvassal érintkező – felületein kialakuló Cu-Fe ötvözetek, szilárd oldatok hozzájárulnak a formák eróziójához. Vizsgálataink ezt, és ennek mértékét hivatott bizonyítani. Cikkünk második részében a vas hővezető képességének meghatározásával, valamint a réz és a vas hővezető képességének összehasonlításával foglalkozunk.

Felhasznált irodalom [1] Verő József: Metallográfia. Magyar Királyi József Nádor Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Bánya- Kohó- és Erdőmérnöki Karának Könyvkiadó Alapja. Sopron 1944. [2] Verő József: Általános Metallográfia. Akadémia Kiadó, Budapest, 1952. [3] O. Kubaschewski, E.LL. Evans: Metallurgical Thermochemistry. Pergamon Press Ltd. London 1956. [4] A.K.Biswas, G. Reginald Bashforth: The Physical Chemistry of Metallurgical Processes. Chapman and Hall London 1962. [5] T. Rosenqvist: Principles of Extactive Metallurgy. McGrawHill. United States of America 1974.

[6] A.K. Biswas: Principles of Blast Furmace Ironmaking. Cootha Publishing House Brisbane, Australia 1981. [7] Budó Ágoston: Kísérleti fizika I. Tankönyvkiadó, Budapest 1992. [8] Szilágyi Miklós: Fizikai Kislexikon. Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1977. [9] N.D. Papalekszi: Fizika II. Tankönyvkiadó, Budapest 1951. [10] Farkas Ottóné: Ipari kemencék tüzeléstani számításai. Tankönyvkiadó, Budapest, 1990. [11] A. Frigyes, I. Szita, R. Tuschák, L. Schnell: Elektrotechnika. Tankönyvkiadó, Budapest, 1951. [12] M.A. Mihejev: A hőátadás gyakorlati számításának alapjai. Tankönyvkiadó, Budapest, 1953. [13] T. Senkara: Wärmetechnische Rechnungen. Vulkan-Verlag Essen 1977. [14] Stahl und Eisen 2014. 1. pp. 51-56. [15] O. Farkas, R. Moger: Metallographic Aspects of Blast Furmace Tuyere Erosion Processes. Steel Research 2013., Int. 84 No. 9999, pp. 1-8. [16] Farkas O., Móger R., Cseh F., Titz I.: A nagyolvasztói fúvóforma-eróziós folyamatok oksági összefüggései. ISD Dunaferr Műszaki Gazdasági Közlemények, 2012.4. pp. 211-215. [17] Farkas O., Móger R., Csepeli Zs., Magyar Zs.: A nagyolvasztói fúvóforma-eróziós folyamatok körülményeinek vizsgálata. Bányászati és Kohászati Lapok, Kohászat, 2013.3., pp. 1-6.

Pályázati felhívás Az ISD Dunaferr Zrt. és társaságai által alapított Dunaferr Alkotói Alapítvány Kuratóriuma pályázati felhívást tesz közzé

Dunaferr Szakmai Publikációért Nívódíj elnyerésére. A Dunaferr Szakmai Publikációért Nívódíj adományozásának célja a műszaki, gazdasági, szervezési és humán publikáció – szakcikkek, szakkönyvek, tanulmányok, konferenciákon elhangzott előadások stb. – terén kiemelkedő eredményt elérők tevékenységének ösztönzése, elismerése. Szakmai Publikációért Nívódíjban az ISD Dunaferr Zrt. és az általa alapított vagy részvételével működő társaságok, illetve vele együttműködő szervezetek – egyetemek, főiskolák – pályázatot benyújtó dolgozója, hallgatója illetve teamje részesülhet. Pályázni — elsősorban — az ISD Dunaferr Zrt. és társaságai tevékenységével összefüggő hazai vagy külföldi szakmai lapban vagy egyéb kiadványként megjelent, megjelenő, illetve szakmai konferencián előadásként szerepelt műszaki, gazdasági, illetve humán publikációkkal lehet. Az Alkotói Alapítvány kuratóriumának döntése alapján a Dunaferr Műszaki Gazdasági Közleményekben 2015. június 1.–2016. május 1-jéig megjelenő publikációk — a cikkekért járó honorárium mellett — részt vesznek a pályázatban.

6

Pályázati díjak Az eredményes pályázatok a Dunaferr Szakmai Publikációért Nívódíj I. fokozatával 150 000 Ft, II. fokozatával 125 000 Ft, III. fokozatával 100 000 Ft. összegű anyagi elismerésben és oklevélben részesülnek. (A díj pályázatonként, nem alkotónként kerül kifizetésre.) Jelentkezés, határidők: Pályázatok benyújtása: Díjak átadása:

2016. május 1-jéig 2016. június 30-áig

A pályázatokat ajánlott levélben az alábbi címre kérjük beküldeni: Dunaferr Alkotói Alapítvány, 2401 Dunaújváros Pf. 110. A pályázattal kapcsolatosan részletes felvilágosítást Jakab Sándor, az Alapítvány Kuratórium titkára ad. Telefonszám: 06 (25) 581-303, 06 (30) 520-5760 E-mail cím: [email protected] Az Alapítvány Kuratóriuma


Hári László *

A mikroötvözők oldódási törvényszerűségeinek felhasználása a melegen hengerelt acélok gyártásánál Az anyagtudomány a múlt század közepétől egyre nagyobb teret szentel a szilárdságnövelési mechanizmusok tanulmányozásának, beleértve azoknak a képlékeny alakításra gyakorolt hatásait is. A cikkben bemutatott módszer és az elvégzett számítások a szerző véleménye szerint sikerrel alkalmazhatók az acélokban levő N és a mikroötvözők összetételének szabad és kötött állapotra bontásában, ezáltal az acél összetételének jobb megtervezésére, a szilárdsági és szívóssági mutatók pontosabb beállítására, valamint a meleg hengerlési technológia különböző fázisainak pontosabb megtervezésére.

Bevezető Az anyagtudomány a múlt század közepétől egyre nagyobb teret szentel a szilárdságnövelési mechanizmusok tanulmányozásának. A szilárdságnövelés ebben az összefüggésben nemcsak egy kiválasztott szilárdsági mutató, hanem az összes szilárdsági és szívóssági mutatóra gyakorolt hatás kutatását jelenti, beleértve a képlékeny alakítás hatásait is. Ezen célok keretében jelentős szerepe van a kiválásos keményedésnek, mely kis mennyiségű és diszperz nitridés karbidrészecskék kiválásával érhető el. A periódusos rendszer IVB és VB csoportjának átmeneti fémei jellemzően nagyobb affinitást mutatnak a nitrogénnel és a karbonnal, mint az alapfém vas. Ez a jellemző tulajdonság abban nyilvánul meg, hogy az acélban atomosan oldott FeN, Fe2N helyett MeN és MeC általános képletű intersztíciós jellegű vegyületek jönnek létre, melyek a hőmérséklettől függően többé-kevésbé oldott állapotban vannak jelen. Közismert, hogy a vegyületek rácsállandója és rácstípusa közel azonos a vas rácsáéval, ezért a képződő koherens nitridek és karbidok kiválásával jelentős kiválásos szilárdságnövekedés érhető el. Az ötvözetek tulajdonságainak tervezése során elérendő szilárdsági és szívóssági célok kivitelezésének sikeressége alapvetően függ a kérdéses elemek minőségétől, nitrid- és karbid- affinitásától, a vegyületek oldhatóságától. Fenti tulajdonságok ismerete, a kivált és oldva visszamaradó nemfémes elemek, illetve szegregátumok mennyiségének tervezéséhez elengedhetetlen a mennyiségi viszonyok ismerete.

The science of materials since the middle of last century devotes more and more ground to study the mechanisms of strength increasing, including their effect on plastic shaping as well. According to the author the method presented in the article and the performed calculations can be utilized successfully in the free and bound state dissociation of N and microalloys composition in the steels, thus in better design of steel composition, in better adjustment of strength and toughness indexes, as well as in more precise planning of the different phases of hot rolling technology.

közötti mennyiségben használják mely a hagyományosan szilárdságnövelésre használt ötvözőknek (Mn, Si, Cr és Ni) 1/20‑1/50-ed részével éri el a hasonló szilárdságnövekedést. A velük vegyülő N, C és B szintén igen jelentős szerepet játszik a folyamatokban. Mint intersztíciós elemek a legnagyobb mértékben növelik a ferrit szilárdságát és ezzel fordított arányban a szívóssági tulajdonágait. Oldott állapotú hatásaik kiterjedtebb vizsgálata azonban problémákba ütközik, mivel már kis koncentrációban is vegyületeket képeznek az alapfémmel vagy más kísérőelemekkel. A hagyományos anyagtudomány a nitrogént erős ridegítő hatása miatt szennyezőnek minősíti, a karbont pedig olyan kísérőelemnek, mely „az acél szilárdsági, szívóssági és technológiai tulajdonságaira jelentős hatást gyakorol”. Ez a hagyományos megítélés kimondatlanul is megváltozik abban az esetben, amikor az acél tulajdonságainak tervezése során át kell lépni a hagyományos szilárdsági határokat és a megszokottól eltérő Rp/Rm arányokra vagy megnövelt szívóssági értékekre van szükség. Ebben az összefüggésben a nitrogén és a karbon is – sokszor kiegészülve a bórral – hatékony ötvözővé lép elő. Ezt mutatja az 1. ábra is, mely szerint a N és a V a megszokott ezred és

1. A mikroötvözők tulajdonságai Az acélok mikroötvözői alatt a periódusos rendszer azon IVB és VB csoportbeli elemeit értjük, melyek a nemfémes elemekkel (B, N, C) interszíciós vegyületek képzésére alkalmasak. Ide sorolandók a fentiek szerint a Ti, Zr, Hf és a V, Nb, Ta. Szerkezeti acélokban általában 0,01‑0,10%

1. ábra: A N és a V mennyiségének hatása a melegen hengerelt acélok folyáshatár növelésére [1]

* Dr. Hári László ny. főiskolai tanár, Dunaújvárosi Egyetem


7

század nagyságrendű koncentrációs tartományokon túl is hatékony szilárdságnövelő elemnek használható [1]. Az említett mikroötvözők a fenti nemfémes elemeken túl stabil vegyületek létrehozására képesek az oxigénnel és kénnel is, de ennek ellenére nem tekintjük őket dezoxidáló és kéntelenítő elemeknek, csupán járulékosan használjuk ki ezeket a hatásukat. A mikroötvözők és a dezoxidálószerek mindennapi funkciójában egy köztes szerepet foglal el az alumínium, mely elsősorban dezoxidáló elem, de a mikroelemekhez hasonló mértékben meg tudja kötni a nitrogént is és szemcsefinomításra is alkalmas. Azok hatásától azonban megkülönbözteti az, hogy az AlN nem képez karbon-nitrideket, sem a vas rácsával koherens kiválásokat ezért szilárdságnövelő hatása is elhanyagolható. A mikroötvözők szilárdságnövelő hatása a szokásos 0,02‑0,04%-ban ötvözve elérheti a 200‑400 MPa értéket is. Ez a makroszkopikusan megjelenő érték azonban több szilárdságnövelő hatás eredőjeként fogható fel. A szilárdságnövelési mechanizmusok részletezése nélkül itt megemlítjük, hogy ez az eredő hatás a kiválásos keményedés (másképpen szegregációs nemesítés), a szemcsefinomítás és a szilárd oldatos szilárdságnövekedés. A kiválásos keményedésben és a szemcsefinomításban a legfontosabb szerepe a kivált karbon-nitrid mennyiségének és diszperzitásának van, míg a szilárdoldatos keményítésben a vas rácsában visszamaradó elemek játszanak (sokszor egymásnak is ellentmondó) szerepet. A vasötvözetek tulajdonságainak megtervezésekor tehát az acélból kivált nitridek mennyisége, valamint az acélban visszamaradó ún. szabad nitrogén egyaránt fontos szerepet játszik a tulajdonságok kialakításában. A mennyiségi arányok kialakításában az acél összetétele a döntő, valamint a hőmérséklet. A kiválások méretének szabályozása azonban nem termodinamikai tulajdonság, hanem reakciókinetikai feltételek függvénye, amiben az idő (a gyakorlatban a hűlési sebesség) játszik döntő szerepet.

1. táblázat: A mikroötvöző és dezoxidáló elemek oldhatósági szorzatai folyékony állapotban, ferritben és ausztenitben, valamint azok rácsszerkezete és rácsállandói [2]

2. A mikroötvözők reakcióinak termodinamikai vizsgálata A mikroötvözők a nitrogénnel, karbonnal és kénnel TiN, TiC, NbN, NbC0,87, VN, V4C3, TiS, Ti4C2S2, AlN, BN stb. vegyületeket képeznek. Az M fém és az X nemfémes elem kötött felírható xMe + yX = MexXy

(1)

reakció egyensúlyi állandója

(2)

ahol ai a megfelelő komponens aktivitását jelenti. Az MexXy vegyület aktivitását 1-nek tekintjük, ha tiszta anyagról van szó, ha viszont feltételezzük az egymásban való oldódást, akkor aMexXy<1. Mivel a vegyületek exotermásan képződnek, a K értéke a hőmérséklet csökkenésével nő. A K és a T közötti összefüggést egy (3) típusú egyenlet írja le, melynek A és B együtthatóit táblázatok adják meg. Az 1. táblázat a ferritben, az ausztenitben

8

2. ábra: A nióbium-nitrid oldhatósági szorzatának változása az olvadékban, az ausztenitben és a ferritben és a folyékony acélban való oldhatósági szorzatok kiszámításához való A és B állandókat tartalmazza [2]. Az adatok tanulmányozásakor kiderül, hogy a folyékony acélban érvényes oldhatósági szorzat 10‑100-szor nagyobb, mint az ausztenitben, mely maga is kb. 10‑szer nagyobb, mint a ferritben mért érték, ugyanazon hőmérsékleten számítva. Ezt mutatja az 2. ábra.

3. A Me–N egyensúly vizsgálata a kétalkotós rendszerekben A sorra következő anyag tárgyalásánál az olvasónak nagy segítségére vannak azok az ismeretek, melyeket a


3. ábra: A szabad és kötött N fogalmának szemléltetése 950 °C-on egy kezdeti (K) és egy egyensúlyi (E) pont feltüntetésével dezoxidáció egyensúlyának tanulmányozása során szerezhetett. Az összefüggések alaplogikája változatlan azzal a megjegyzéssel, hogy a szilárd állapotban végbemenő, egyensúlyra vezető reakciók reakciótermékei a rendszerben maradnak. A jelenlegi elemzési technikával még nem lehet megkülönböztetni az összes nitrogént (vagy összes fémet) az oldott nitrogéntől, holott épp ez utóbbiakra lenne szükség. Az egyensúlyi egyenletekbe az összes N-t és fémet helyettesítve csalódáshoz vezet. A kivált és az oldva maradó mennyiségeket szimultán egyensúlyi és sztöchiometriai számítással kell meghatározni. Egy kezdeti No és Meo összetételből kiindulva, adott T hőmérsékleten számított KT oldhatósági szorzatot alapul véve az egyensúly eléréséhez szükséges N kiválás értéke (d) a következő egyenletből határozható meg:

(4)

A másodfokú egyenlet megoldása a szokott képlettel történik, ahol: a = A/14 (5) b = -N0*A/14 – Me0 (6) c = Me0*N0- KT = K0 - KT, (7) ahol K0 a kezdeti értékekből képzett pillanatnyi állandó, a pedig a fém atomtömege. Egy Al-ra aktualizált számítás eredménye a 3. ábrán látható. A fenti új felfogásban kidolgozott számítási módszer hasznosságát több példán keresztül szemléltetjük. 3.1 Az oldott és kivált N-tartalom koncentrációfüggése Acéljainkat hagyományosan Mn-nal, Si-mal és Al-mal dezoxidáljuk, melyek közül az Al-adagolás másodlagos célja a finomszemcsés állapot biztosítása szemcsehatár menti AlN-kiválások biztosításával. Az Al mennyiségét a szabványok leggyakrabban 0,02‑0,04% mennyiségben írják elő, miközben a kiválásokat létrehozó másik komponens mennyiségét nem említik. Feltehetően a technológia nehézségei miatt nem kerül sor magának a kiválás mennyiségének a célszerű mennyiségéről sem. Más szempontból az acélban visszamaradó oldott N is fontos,


4. ábra: A szabad és kötött N mennyiségének alakulása az Al-tartalom függvényében 700 és 950 °C-on hiszen aktívan részt vesz az acél szilárdsági tulajdonságainak kialakításában. A következő vizsgálattal a 0‑0,05% összes Al-tartalommal elérhető szabad és kötött N mennyiségét vizsgáljuk meg két hőmérsékleten. A kapott számítási eredmények feldolgozásával készült 4. ábra szerint, az említett szokásos N-tartalom intervallumban a N-nek mintegy 60‑80%-a található AlN állapotban, mely arány az Al-tartalom növekedésével nő és 0,05% Al-tartalomnál elérhető vele, hogy a jelen levő 0,006% összes N-tartalomból 0,005% kerül kötött állapotba 950 °C-on. Ha az egyensúlyt kisebb hőmérsékleten vizsgáljuk, akkor a kötött N aránya eléri a 0,0057%-ot. Az ide vonatkozó vizsgálatok összefoglalásaképpen kijelenthető, hogy az nitridképző elemek által elért N-lekötés mértéke a két alkotó koncentrációjától és a hőmérséklettől függ. A gyakorlatban számos esetben előfordul, hogy több nitridképző vagy annak vélt elem melletti összes N-tartalomról el kell dönteni, hogy annak hányad része szabad, azaz oldott állapotú. A megoldást számos esetben – és helytelen módon – egyesek tisztán sztöchiometriai módszerekkel próbálják megoldani. Például az N=0,0060%, Al=0,025%, V=0,038% és Nb=0,022% összetételű mikroötvözött acélban levő oldott N-tartalom kiszámítására egyáltalán nem alkalmas a

(8)

képlet, mely szerint az összes N-ből levonandó kötött N, ugyanis ez a szemlélet nem veszi figyelembe az egyensúlyi viszonyokat. Az (8) szerint a jelenlevő nitridképzők kb. 4-szer több N lekötésére képesek, mint ami összesen jelen van, tehát biztos, hogy szabad N nem lehet jelen. A helyes válasz megadásához a sztöchiometriai összefüggéseken túl tanulmányozni kell az egyensúlyi viszonyokat is. A sztöchiometriai és az egyensúlyokat egyaránt tükröző komplex közelítés szerinti vizsgálat alapján szerkesztett 5. ábra kifejezésre juttatja, hogy egyrészt az összes és oldott állapotot a nitridképzőkre is alkalmazni kell, másrészt a meg kell adni, hogy N-re

9

6. ábra: Egyenként 0,020% V-, Nb-, Al- és Ti-tartalmú mikroötvözőt és 0,006% N-t tartalmazó acélból való nitridkiválás mennyiségi viszonyai hűlés közben

5. ábra: A V, az Al és a Nb nitrogénlekötő képessége különböző kiindulási állapotban, 950 °C-on

3.2. Az oldott és kivált N-tartalom hőmérsékletfüggése Az acél állapotára, illetve annak szabad és kötött N-tartalmára vonatkozó megállapításaink minden esetben csak a hőmérséklet függvényében értelmezhetők. Ennek tükrében ugyanolyan koncentrációnál, de különböző hőmérsékleten ugyanazon nitridképző más és más mértékben van oldva. A továbbiakban a leggyakoribb nitridképzők hűlés közbeni viselkedésére vonatkozó számítási eredményeket mutatjuk be. Az egyszerűség kedvéért azonos mennyiségű, egyenként 0,020% Al-, V-, Nb- és Ti-tartalmú acélokban vizsgáljuk a nitridek kiválását, olyan feltételek mellett, mint-

ha az acél csak egy mikroötvözőt tartalmazna. Technikailag a feladat megoldását ebben az esetben is a (4) egyenletből származtatjuk, azzal a módosítással, hogy az (7) egyenletet a hőmérséklet függvényében kell kezelni. Az 6. ábra szerint a kiválás N-koncentrációját mutató görbék lefutás szerint két szakaszra bonthatók. Nagy hőmérsékleten a görbék az oldhatóságot tükrözik, melynek egyik legjellegzetesebb pontja a kiválás kezdete. A görbék lefutása szerint a TiN kiválása 1420 °C-on kezdődik, majd AlN, NbN és VN a sorrend 1095, 1040 és 870 °C-os hőmérséklettel. Ezek szerint a meleghengerlés különböző fázisai közül az 1250-1280 °C-os tolókemencéből kijövő bugában feloldatlan TiN-részecskék még lehetnek jelen (ilyen koncentrációk esetén), a készsor 950-1050 °C-os utolsó állványán pedig már számítani lehet az AlN és NbN jelenlétére is. A VN részecskék megjelenésére a hűtősoron kerül sor. A görbék kis hőmérsékletű tartománya a sztöchiometriai viszonyokat tükrözi. Ennek jó mutatója az 500-700 °C-on egyensúlyba kerülő kivált nitrogén men�nyisége, ami a nitridképző elemek „összes tartalmából” is jól számítható. Többalkotós rendszerekben a hagyományos oldhatóság értelmezése kibővül a különböző nitridek, illetve a nitridek és karbidok egymásban való oldhatóságának problémájával. Ebből a szempontból le kell rögzíteni, hogy a kölcsönös oldhatóság az azonos rácstípusú és közel azonos rácsméretű nitridek és karbidok között jöhet létre. Ilyen esetekben olyan oldat jellegű vegyületek jönnek létre, mint pl. az felületen középpontos kockarács szerint kristályosodó (Ti, V, Nb)(C, N). További másban nem oldódó vegyületek pl. a hexagonális rács szerint kristályosodó AlN, BN és Ti4C2S2. Az egyébként itt nem tárgyalt oxidok és szulfidok közül egymásban oldódik az MnO és MgO, az Al2O3 és Ti2O3, valamint a MnS és MgS és (Mn, Mg)O, (Al, Ti)2O3, illetve (Mn, Mg)S vegyületeket képeznek. A kölcsönös oldhatósággal járó tárgyalási problémák elkerülésére a továbbiakban egykomponensű, illetve egymásban nem oldódó rendszereket vizsgálunk.

10


értelmezett szabad állapotot milyen hőmérsékletre kell megfogalmazni. Az ábra szerint a fentebb jelzett összetételű ausztenitben a V a jelen levő 0,0060% összes N-ből 0,0055%-ot szabadon hagy, más oldalról a jelen levő 0,038% V-ból 0,036% oldott állapotú. Az Al-mal elért hatásról megállapítható, hogy a jelen levő 0,0250% Al-ból 0,009% lép reakcióba az N-nel melynek hatására a kezdeti 0,0060% koncentráció 0,0012%-ra csökken. A fentiekkel analóg módon a 0,022% összes Nb-tartalomból 0,018% lép reakcióba a N-nel és annak oldott mennyiségét 0,0033%-ra csökkenti. Amen�nyiben az összes elem egyidejűleg van jelen kijelenthető, hogy egyensúlyban az aktív N-tartalom értéke a fentiek közül a legkisebb értékével egyezik meg, ugyanis az acélban egyszerre csak egy aktív N-tartalom lehetséges. Az (5) képlettel sugallt állapottal ellentétben az acél még mindig tartalmaz 0,0012% oldott N-t. A több nitridképző elemet tartalmazó rendszerekre ismertetett fenti értelmezés az acélnak az egyensúlyi állapotára vonatkozik, vagyis arra az állapotára utal, amit a nitridképzők egyidejű adagolásával érhetünk el, illetve ha külön-külön adagoljuk a nitridképzőket, akkor megengedjük, hogy az erősebb nitridképző elem redukálja az előbb adagolt, de kisebb stabilitású vegyületet.

4. Összefoglalás A bemutatott módszer és az elvégzett számítások a szerző véleménye szerint sikerrel alkalmazhatók az acélokban levő N és a mikroötvözők összetételének szabad és kötött állapotra bontásában, ezáltal az acél összetételének jobb megtervezésére, a szilárdsági és szívóssági mutatók pontosabb beállítására, valamint a meleghengerlési technológia különböző fázisainak pontosabb megtervezésére.

Felhasznált irodalom

7. ábra: A N kiválása Ti és Al egyidejű jelenléte esetén hűlés közben

[1] Glodowski, R. J.: Effect of V and N on Processing and Properties of HSLA Strip Steels Produced by Thin Slab Casting. 42th Mechanical Working and Steel Processing Conference Proceedings, Iron and Steel Society: Vol. 38, 2000, pp. 441-454 [2] Kun Xu et al.: Equilibrium Model of Precipitation in Microalloyed Steels. Mechanical Science and Engineering Department, University of Illinois at Urbana-Champaign.

A továbbiakban vizsgáljuk meg egy széles hőmérsékletintervallumban az Al‑Ti‑N rendszer oldhatósági viszonyait! A TiN és AlN együtt is gyakran fordul elő az acélokban. A TiN nagy stabilitásának ismeretében azt várjuk, hogy már nagy hőmérsékleten megkezdődik a kiválása mellyel elszegényíti az ausztenit N-tartalmát és az AlN már ebből a csökkent N-tartalmú ausztenitből fog kiválni. A kiváló AlN rákristályosodik a TiN-kristályra, de azzal nem képez oldatot. A további vizsgálatokhoz vegyünk fel egy olyan rendszert melyben az összes N=0,0060%, Al=0,025% és Ti=0,012%. Ebben a rendszerben a Ti 0,0035% N elvonására alkalmas, az Al pedig 0,013%-ot köthetne meg (a hőmérséklettől és egyéb korlátoktól eltekintve). A kiválás modelljének felállítása során ügyelni kell arra, hogy a TiN- és AlN-formában kiváló összes N nem lehet több, mint a kezdeti N-tartalom. A számítások során érzékeltetni kívánjuk azt a jelenséget, hogy a kiválás a termodinamikailag stabilabb vegyület képződésével kezdődik, amit egy idő után (azaz, egy bizonyos koncentrációnál) követni fog a második nitrid képződése. Ezzel valósul meg a párhuzamos szegregáció. A számítási eredményekből szerkesztett 7. ábra ezeket az összefüggéseket mutatja, mely szerint a 0,006% N-tartalmú ausztenitből 1380 °C-on indul meg a TiN kiválása, és már 1100 °C-on kiválik a jelenlevő kis mennyiségű összes Ti a vele ekvivalens 0,0035% nitrogénnel együtt. A 0,0025%-ra csökkent N-tartalmú ausztenitből 1021 °C-on kezd kiválni az AlN és a jelen levő 0,025% Al, valamint a túltelítettség hatására kb. 750 °C-ra hűlve már csak 1 ppm N marad oldatban. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy a kezdeti Al a kiválható N-hez képeset erősen feleslegben van, és sok oldott Al marad vissza. Ezzel a Ti-tartalom, mint a legerősebb nitridképző képes a többi nitridképző elem oldott arányának a növelésére.


11

Illés Péter, Kürtösi Ernő *

Revehiba alakulása az ISD Dunaferr Zrt. meleghengerművében Az elmúlt években a gazdasági válság után a vevők a termékminőségre sokkal érzékenyebbek lettek. Emellett az ISD Dunaferr Zrt. vevőköre is kismértékben átalakult. Termékeink egyre nagyobb hányadát értékesítjük igényesebb felhasználói területek felé. Ebben a piaci és gazdasági helyzetben a termékeink minőségének megőrzése, javítása, versenyképességünk fenntartása komoly feladat elé állítja szakembereinket. A revehiba csökkentése is fontos feladat volt. A technológiai beavatkozások mellett fő irányvonal volt a revétlenítés hatékonyságának növelése. A revétlenítő víz ütőerejének növelését új típusú fúvókák alkalmazásával, valamint az előnyújtói alsó kollektor áttervezésével értük el. Ennek hatására a behengerelt reve men�nyisége jelentősen lecsökkent, azonban nem szűnt meg. Az igazi áttörést a közeljövőben beüzemelésre kerülő primer revétlenítő rendszer jelenti majd a reve tartósan és reprodukálhatóan alacsony előfordulását és a hengerlési paraméterek javulását lehetővé téve. A cikk a revésedés és a reveeltávolítás mechanizmusának bemutatása mellett beszámol az elvégzett vizsgálatok és beavatkozások eredményeiről.

After the economic crisis the customers became more sensitive to the quality. The customers of ISD DunaferrZrt are also changed slightly. We are delivering most of our goods towards more demanding customers. In these market- and economical relations the keeping and improving the quality of our products and our competitive are providing serious work to our experts. Decreasing the scale problem was an important mission. Beside the technological intervention the main direction was the increase the efficiency of descaling. We increased the descaling water impact with application of new type nozzles and change the header. Influence of these changes the quantity of inrolled scale was decreased significantly, but it handn’t disappeare. The best solution will be the new primer descalig system which will start in the recent future. It will make possible the low level of quality problem and improve the rolling circumstances. This article shows the formation of scale and the mechanizm of descaling and give an account of the investigation and the results of interventions.

1. A revésedés Az acélok hőkezelésük vagy melegalakítási hőmérsékletre történő hevítésük során, összetételüktől függően lejátszódó leggyakoribb kémiai folyamat a dekarbonizáció, a karbonizáció (cementálás) vagy a nitridálás, valamint a reveképződés. Dekarbonizáció folyamán az acél karbontartalma csökken a felületi rétegekben. A revésedéskor a vas oxidációja zajlik, mely anyagveszteséggel és a felületi réteg szerkezetének, összetételének a változásával jár. Mind a dekarbonizáció, mind a revésedés rontja az acél megmunkálási és felhasználási tulajdonságait, káros folyamatok, melyek végbemenetelét akadályozni igyekszünk. A színvas revésedése A vas felületén már szobahőmérsékleten is keletkezik vékony, láthatatlan oxidhártya. Revének a felületi oxidhártyánál vastagabb oxidréteg számít, mely már nem pusztán felületi reakció révén jött létre, hanem képződéséhez diffúzióra is szükség volt. Az oxidációt a vas és az oxigén potenciálkülönbsége indítja meg. A keletkező összefüggő vasoxid réteg azonban a reagáló fázisokat elzárja egymástól, és a további oxidációt a már meglevő oxidréteg közvetíti diffúzió útján. A vasrevét háromféle vasoxid alkotja, ezek arányait és elhelyezkedését az 1. ábra szemlélteti. Melegítés hatására a reve gáztér felőli, felső oldalán egy vékony hematit Fe2O3 réteg helyezkedik el (1). Ez alatt

1. ábra: A színvas reveszerkezete képződik a magnetit Fe3O4 réteg (2). A vas (4) felületén közvetlenül a vastag wüstitréteg (FeO) található (3). A színvas oxidálódása lényegében olyan diffúziós folyamatok útján megy végbe, amelyeket a reveréteg rácshibái tesznek lehetővé. A FeO-rétegben vasionok diffundálnak kifelé, a magnetitréteg felé, a hematitrétegben pedig oxigénionok befelé, szintén a magnetitréteg felé; a magnetitrétegben is oxigén diffundál befelé, a wüstit felé, 600 °C-nál nagyobb hőmérsékleten azonban számottevő mértékű vasiondiffúzió is észlelhető, amely a hematitréteg felé irányul. A különböző rétegek határán, tehát az érintkezési felületen mennek végbe azok a reakciók, amelyeknek

* Illés Péter technológiai osztályvezető, Meleghengermű, ISD Dunaferr Zrt. • Kürtösi Ernő szakértő, Beruházási Igazgatóság, ISD Dunaferr Zrt.

12


eredményeképpen a reveréteget alkotó oxidok képződnek; ezek a reakciók a diffúziós folyamatokhoz képest nagyon gyorsak, úgyhogy a reveréteg vastagodásának sebességét mindig a diffúziós folyamatok határozzák meg. Vasötvözet, acél revésedése Ha nem színvas, hanem ipari vasötvözet, acél oxidálódik, akkor a reveréteg hármas tagozódása megmarad ugyan, annak alkotórészei között azonban a vas oxidjain kívül ott találjuk a vasötvözet ötvözőelemeinek oxidjait is, például a MnO-t és SiO2-t; a karbon oxidálódásának terméke, a CO vagy CO2, gáz alakú lévén, elillan. Ipari körülmények között továbbá az acéllal érintkező oxidáló gáz egyéb olyan elemet, főleg ként is szokott tartalmazni, amely a vassal és ötvözőelemeivel szintén vegyületet alkot, ilyenkor a reverétegben fémszulfidokat is találunk. Acélon ipari kemencében képződő reveréteg alkotórészei, helyesebben a belőlük képződő eutektikumok 1000 °C körüli hőmérsékleten kezdenek megolvadni; az ilyen olvadék nagyon hajlamos arra, hogy a kristályok határa mentén belemarja magát a még nem oxidált acélba. Az acélon ipari kemencében képződő reveréteg szerkezetét a 2. ábra szemlélteti. A külső hematit- és az alatta következő magnetitréteget illetően megegyező a színvason is kialakuló vegyületekkel. A ferdén vonalkázott vastag wüstitréteg külső fele az oxidálódó darab felületére merőlegesen álló oszlopos szerkezetű, belső fele pedig poliéderes. A két részt az oxidált darab eredeti felülete helyén pórusosság választja el egymástól. A poliéderes wüstitréteg és a változatlan acél között bonyolult szerkezetű átmeneti zóna ismerhető fel. Már a wüstitrétegnek az acél felszínéhez közelebb eső részében a wüstitkristályok határán (fekete színnel jelölt) vas-mangánszilikát, fayalit is van; A következő réteget mozaik szerkezetű rétegnek szokás nevezni; benne wüstitkristályok, vas‑mangánszilikát és

2. ábra: Az acél reveszerkezete


3. ábra: Acél reveszerkezet pásztázó elektronmikroszkópos felvételei [1] fémállapotú kristályrészek alkotnak mozaikra emlékeztető elegyet. Réz- vagy nikkeltartalmú acél esetén, miközben a leválasztott kristályok vastartalma fokozatosan oxidálódik, a nehezen oxidálódó réz vagy nikkel a kristály maradványában dúsul és annak oxidálódását meggátolja. A mozaikszerkezetű közbülső réteg az ilyen nehezen oxidálódó ötvözőelemet tartalmazó acélfajták reverétegére jellemző. A mozaikréteg alatt már lényegében fémállapotú anyag következik, ennek kristályai közé azonban a reveréteg anyagai, főként a szilikát belemarja magát, penetrál. A 3. ábrán a reverétegről készült pásztázó elektronmikroszkópos felvételek láthatók. Amikor a vas oxidálódik és felületi rétege revévé alakul, jelentős térfogatnövekedés következik be: egy térfogatrész vasból 1,77 térfogatrész reve képződik. Emiatt a reveréteg már a képződése hőmérsékletén elcsúszik a vas felületén, mert a kétféle anyag tágulási együtthatója is különböző. A reveréteg mozgásának egyik következménye, hogy közte és az acél felülete között hézag keletkezik, ami megkön�nyíti annak eltávolítását. A revétlenítés szükségessége Az előző fejezetekben ismertetett módon az acélok hevítésekor, meleghengerlésekor a szalag felületén oxidréteg keletkezik. A reve kemény, rideg, képlékenyen nem alakítható. Revés szalag hengerlése esetén a gyártott termék felületébe behengerelt reve miatt nem lenne sima a felület, és a reve a hengerek felületét is intenzívebben koptatná. Továbbfeldolgozás esetén pl. a sajtolószerszámot koptatja, a lemez továbbnyújtásánál felületi egyenetlenséget, benyomódásokat okoz. A korróziógátló anyagok nem tapadnak

13

meg jól, alattuk a fém kémiai roncsolódása tovább folyik, a galvanikus vagy tűzi úton felvitt bevonatok lepattogzanak. Mindezek miatt a keletkező reve nem kívánatos, eltávolítása fontos feladat. Meleghengerműben keletkező reve Meleghengerlés során különböző revetípusokat különböztetünk meg. A kemencében keletkező reve a primer reve, ami szerkezetileg durva és vastag. Behengerlése csúnya benyomódásokat eredményez, a reve beletapad a felületbe (4. ábra). A későbbiekben ezt nehéz eltávolítani. Az előnyújtás során és után keletkezik a szekunder reve. Ez finomabb szerkezetű, de még mindig elég vastag, eltávolítása könnyebb. A készrehengerlés során és után keletkezik a tercier reve. Ez vékony és egyenletes réteget alkot, eltávolítani már nem kell, kivéve, ha a vevő igényli, pácolt felületű szalag formájában. Továbbfeldolgozás során, alkatrészgyártáskor rendszerint felületkezelés (pl. festés) előtt homokszórással távolítják el a revét.

6. ábra: Fayalitos reve

2. Revétlenítés elmélete A reve megjelenési formája a meleghengerművekben függ a hőmérséklettől, az acélminőségtől, a környező levegő összetételétől és az időtől. Kétféle típusú reve a jellemző. Az egyik a tapadó, a másik a száraz reve. A tapadó revét jó hatásfokkal el lehet távolítani magasnyomású rendszerekkel. A száraz revét a felületről olyan revétlenítő rendszerrel lehet eltávolítani, amelynek a fúvókája közel van a revétlenítendő anyag felületéhez. A hengerlési sebességet, a hőveszteséget és a reve fajtáját kell figyelembe venni. A revétlenítő fúvóka és a revétlenítési távolság helyes megválasztása garantálja a revétlenítés hatékonyságát. A 7. ábra nagynyomású vizes revétlenítő rendszert mutat.

4. ábra: Szilvamag alakú behengerelt primer reve További reve megjelenés a pontszerű, vagy mákos reve, mely rendszerint szekunder reve, mely formáját a kopott, rücskös hengerfelülettől örökli (5. ábra). Tercier reve megjelenésére példa a vöröses színű fayalitos reve, mely magas Si-tartalmú anyagoknál jelentkezik (6. ábra). Felhasználáskor nem okoz problémát.

5. ábra: Pontszerű („mákos”) reve

7. ábra: Magasnyomású vizes revétlenítő [2]

14


Egy másik jelenség az acél és a reve különböző mértékű hőtágulásából (zsugorodásából) adódik a víz hűtőhatása révén (9. ábra). Harmadik jelenség, amikor a vízcseppek az apró repedések mentén bejutnak a reveréteg alá és a gőzképződés miatt a reve lerobban a felületről. Ezt a lerobbantott revét a megfelelő szögben elhelyezett vizes lefúvató távolítja el (10. ábra). A revétlenítés fizikai alapjai [1], [5] A revétlenítés a reve mechanikus eltávolítását jelenti, a gyakorlatban nagy lendületű vizsugár ütközéséből felszabaduló energia alkalmazása terjedt el. A revétlenítő vízsugár geometriai viszonyait a 11. ábra szemlélteti. 8. ábra: Revétlenítés – ütőerő hatása

9. ábra: Revétlenítés – hőmérséklet különbség hatása

11. ábra: A revétlenítő vízsugár geometriai viszonyai A vízsugárban rejlő, a revétlenítendő felülettel történő ütközéskor értelmezhető erő kiinduló összefüggése a tömegáram lendülete (jelölések a 11. ábra szerint): ahol

(1)

a vízsugár tömegárama, a vízsugár áramlási sebessége

10. ábra: Revétlenítés – gőzképződés hatása Reve eltávolítása [3] Revétlenítéskor a felületre nagy sebességű vízsugarat juttatunk megfelelően meghatározott irányban. Revétlenítéskor fizikai jelenségek sorozata játszódik le. Egyik ilyen jelenség a víz fizikai ütőereje. Becsapódáskor repedések jönnek létre a revében és a reve összetörik a víz kinetikai energiájától (8. ábra).


A fenti összefüggésben szereplő mennyiségek többváltozós függvények. Az áramlási sebesség a vízsugár kilépési pontjától, mint kezdőponttól távolodva a vízsugár keresztmetszetének növekedésével arányosan csökken, de még a tömegáram is változik, mert a vízsugarat határoló közeg, a 0 sebességű levegő a széleken lévő, egyre lassuló cseppek egy részét elragadja, így azok a hatásos felületre történő becsapódáskor nem vehetők számításba. Sajnos fordított hatás is érvényesül, a vízsugárba levegő is keveredik szintén a vízsugár szélek felületén, amely egyrészt a tömegáramot tovább csökkenti, másrészt a víztest rugalmasságát növeli. A tömegáram a térfogatáram és sűrűség szorzata, ezzel az (1) összefüggés:

15

(2)

A p [Pa] nyomású térből a közeg az alábbi sebességgel lép ki:

(3)

ahol y [-] a veszteségtényező. Behelyettesítve, összevonva adódik:

(4)

A y veszteségtényező vizsgálata önmagában kitöltene egy értekezést. Tartalmazza a vízsugár kilépésekor jelentkező kontrakció hatását és a kilépés veszteségét, de ebben az egyszerűsített modellben minden egyéb más veszteséget – szélelhordás, sugárkeresztmetszet változása miatti lassulás – is, mert a becsapódáskor is ezt a sebesség fogalmat alkalmazzuk. A y veszteségtényező értéke leginkább a kilépési pont geometriai kiképzésétől és közvetlenül a kilépési pont előtt, „p” nyomású tér áramlási viszonyaitól függ, ezért jó közelítéssel az alkalmazott fúvóka „jóságát” kifejező paraméternek tekinthetjük. A vízsugár energiája egy jól definiált, elsősorban a geometriai adatokból adódó hatásos felületen érvényesül: a vízsugár hatásos becsapódási felület, (5) ahol t [m] a vízsugár hatásos becsapódási felület szélessége, H [m] a vízsugár kilépési pont és becsapódási felület távolsága, a [-] a sugárszög

A (4) és (5) hányadosát a mérnöki gyakorlat ütőerőnek nevezi, nyomás dimenziójú, pontos elnevezése: — hatásos becsapódási felületegységre vonatkoztatott tömegáram lendület (6).

(6)

A (6) összefüggés számszerű értékét a fúvókagyártók méréssel határozzák meg. A mai revétlenítő rendszerek jellemzően min. 0,8 MPa, de inkább ezen érték feletti ütőerőt képesek produkálni. A revésedési probléma jelentkezésekor, az átalakítások előtt a Meleghengerműben a jellemző érték 0,25-0,3 MPa volt. A (6) összefüggés minőségi elemzése alkalmas arra, hogy megismerjük, egy korszerű revétlenítővel szemben milyen elvárásokat támaszthatunk, illetve hogy meglévő rendszer esetén milyen paramétereken lehet és érdemes változtatni. Modern revétlenítő jellemzői: — magas rendszernyomás (200–1000 bar), — alacsony térfogatáram (környezetvédelem, méretek, ráfordítás), — speciális fúvóka (kilépőnyílás-geometria, sugárstabilizálás), — kis távolság a fúvóka és becsapódási felület között.

3. Revétlenítés az ISD Dunaferr Zrt. Meleghengerműben Jelenleg két helyen revétlenítünk a meleghengerműben: a vízszintes előnyújtónál és a készsor 1. állvány előtt. Az 1989-ben épült, akkor korszerűnek számító rendszer nyomása 145 bar, melyet két db párhuzamosan kapcsolt, 1,25

12. ábra: 3-5 intenzitású reve alakulása a Hideghengerműben

16


MW névleges teljesítményű, 10 kV-os szinkron motorral hajtott centrifugál szivattyú állít elő. A revétlenítésre használt víz mennyisége kb. 1,5 millió m3/év, a meleghengermű iparivíz-fogyasztásának 5%-a. Modern meleghengermű ma már nem képzelhető el primer revétlenítő nélkül, mely minden esetben a hevítőkemence után, még az előnyújtási fázis előtt revétleníti a bramma felületét. Ez a berendezés az ISD Dunaferr Zrt. meleghengerművében a kivitelezés végső fázisába ért, üzembe helyezése várhatóan 2016 év elején megtörténik. Ettől a berendezéstől a revés leminősülések tartósan és reprodukálhatóan alacsony előfordulását és a hengerlési paraméterek javulását várjuk. A reve probléma megjelenése és a primer revétlenítő várható üzembe helyezése között eltelt időszakban is műszaki intézkedéseket eszközöltünk annak érdekében, hogy csökkentsük a leminősüléseket. A hatásos beavatkozások megismerése érdekében tanulmányoztuk a szakirodalmat, fúvóka gyártókkal konzultáltunk, méréseket végeztünk, és nem utolsó sorban használtuk saját tapasztalatainkat és tudásunkat.

4. Reve mennyiségének alakulása Az ISD Dunaferr Zrt. termékeinek reve miatti minőséghibájára a növekvő leminősülések, valamint a növekvő számú, megugró reklamációk világítottak rá. A legégetőbb probléma a behengerelt szilvamag alakú reve volt. A behengerelt, szilvamag alakú, durva revét a hideghengerműben 3-5 intenzitású revének nevezik, melynek alakulását a 12. ábra szemlélteti 2014. márciusig. A diagramon jól látszik a reve mennyiségének növekedése. A reve mennyiségének egzakt meghatározására közös megegyezéssel a pácolt szalagok darabolósori ellenőrzését fogadtuk el. Az elmúlt időszakban – a COGNEX felületellenőrző berendezés gyermekbetegségei miatt – csak ez az ellenőrzési mód adott megbízható képet a szalagok teljes hosszában elhelyezkedő hibákról. A belső leminősülési statisztikák mellett a reklamációk alakulása is azt mutatta, hogy a revehiba ténylegesen jelen van és megoldást kell találni rá. A reklamációk alakulását mutatja a 13. ábra. Az ábrából jól látszik, hogy a 2014. évben jelentősen megugrott a reklamációk mennyisége.

13. ábra: Reve miatti reklamációk alakulása


5. Leminősülések csökkentése érdekében tett intézkedések A reve hibaok megszüntetése nem egyszerű feladat. A megoldást több fronton kerestük. Elsősorban fontosnak tartottuk a revétlenítés hatásfokának növelését. Másodsorban választ kerestünk arra, hogy pontosan honnan ered és miért csak az egyik felületen van. Harmadsorban a primer reve kialakulását és tapadását próbáltuk meg befolyásolni. Ennek érdekében kísérleti programokat indítottunk, melyben különböző technológiai paraméterek változtatásával próbáltuk a revétlenítés hatásfokát növelni, vagy a reve szerkezetét megváltoztatni, illetve magyarázatot találni a reve megjelenésével kapcsolatos kérdéseinkre. A másik megoldás a revétlenítés ütőerejének növelése. 5.1. Kísérleti programok A kísérleti programok által kipróbált technológiai módosításokat és azok eredményeit foglalja össze ez a fejezet. A kísérletek főleg arra irányultak, hogy egyértelműen behatároljuk a hiba keletkezésének helyét, valamint megvizsgáljuk az adott helyen (előnyújtó) lehetséges beavatkozások hatásait. Az elemzések alapján kiderült, hogy a buga származása, a hengerelt vastagság és a kemence tekintetében nem volt összefüggés revésedés terén. Az ötvözöttebb anyagoknál mintha némileg több lett volna a revés részarány, de nem számottevően. Jellemzően a felső felületen jelentkezik a hiba, ami box üzemmód esetén az előnyújtónál alul van. Ennek ellenőrzésére áteresztő üzemmódban is gyártottunk tekercseket. Ekkor a hiba átment az alsó felületre, tehát a probléma a nyújtói alsó revétlenítésnél keresendő. Vizsgáltuk a buga felületminőségének hatását. Csiszolatlan, egyszer és kétszer csiszolt bugákat toltunk föl a kemencékbe. Nem volt különbség a különböző bugafelületből kiindult tekercsek revésségét tekintve. A kemencében tartózkodás ideje sincs befolyással a revésségre. A jellemző 2,5 órás, valamint a kísérleti 5,5 és 37 órás kemencében tartózkodás esetén is hasonló volt a szalagfelületen talált behengerelt reve aránya. Kicseréltük a revétlenító fúvókákat (új, de régi típusú), ami némi javulást eredményezett, de csak átmeneti volt. Az előnyújtói revétlenítő szúrások számát változtattuk, de nem volt különbség a behengerelt reve tekintetében. Különböző szúrásszámmal hengereltünk azonos termékeket, azonban itt sem találtunk különbséget. Változtattuk az előnyújtás hőmérsékletét. Az egyik kemencét 50 oC-kal alacsonyabb hőmérsékleten járattuk. Ez a hőmérsékletkülönbség sem volt hatással a reve alakulására. 2, illetve 3 revétlenítő szivattyút alkalmazva hengereltünk, revétlenítettünk az előnyújtón. A nyomás kismértékben emelkedett ugyan, de nem hozta meg a kívánt hatást, a szalagfelületek hasonlóak voltak. A nyújtói első szúrásban primer revétlenítést végeztünk, vagyis fogyás (behengerlés) nélkül, lassú tempóban, kis torlással vittük végig a bugát. Ez némileg csökkentette a reve mennyiségét a felületen, de nem volt jelentős a változás, ugyanakkor lényegesen megnövelte az előnyújtás idejét. Kísérleteztünk a pontszerű revével kapcsolatban is. Ez a revetípus egyértelműen szekunder reve és a készsoron keletkezik. egyértelművé vált, hogy a hengerek kopottsága

17

jelentősen befolyásolja a pontszerű reve kialakulását. Az F1-F2 állványban a HCr-hengerek alkalmazása elengedhetetlen. 5.2. Revétlenítő rendszer hatékonyságának növelése Az elmúlt évtizedek fejlődése azt mutatja, hogy az egy kollektorból kijuttatott víz mennyisége csupán kismértékben változott, a rendszernyomás 300 bar körüli értéken optimalizálódott, a sugárszög és egyéb geometriai paraméterek is erősen behatároltak. Ez az oka annak, hogy a kilépési pont és a becsapódási felület távolságának hatását emeli ki változatlan vízmennyiség mellett a 14. ábra. Ehhez társul a fúvókák gyors egymásutánban történő többszöri generációváltása, melynek eredményeként a becsapódási felület töredékére csökkent, így a korábbival azonos tömegáram lendületű vízsugár ütőereje megtöbbszöröződött.

14. ábra: Sugárhossz hatása a revétlenítés hatékonyságára [4] A meglévő rendszer átalakítása A primer revétlenítő telepítésének előkészítése már folyamatban volt, amikor azt a célt tűztük ki, hogy annak megvalósulásáig a meglévő berendezéseink kismértékű átalakításával jelentősen javítunk a revétlenítés hatékonyságán. A meglévő szivattyúmotorok mért teljesítményfelvétele, a térfogatáram és nyomásmérések azt mutatták, hogy óvatosan ugyan, de a szivattyútelep hidraulikusan még terhelhető.

16. ábra: LECHLER Scalemaster HP (High Performance) -fúvóka [2] A minőségbiztosítástól gyűjtött adatok és technológiai elemzések azt mutatták, hogy az előnyújtói alsó felület revétlenítése a gyenge pont. Ezért ennek a kollektornak az átalakítására koncentráltunk. Első lépésben meghagytuk az eredeti geometriát, csupán modernebb és nagyobb vízfogyasztású fúvókákat építettünk be úgy, hogy a szivattyútelep terhelése elviselhető mértékben növekedjen. A hatás nem maradt el, lenyomatpróbán (15. ábra) is látható a változás. A kollektor vízfogyasztásának (a vízsugár tömegáram lendületének) 55%-os növelésével 231%-os ütőerőnövekedést sikerült elérni. Ez a nem lineáris változás a fúvóka konstrukciójának (16. ábra) köszönhető, melyről érdemes néhány szót ejteni. A 16. ábrán látható fúvóka legfontosabb része a stabilizátor, melyben sorra a következő elemek rendezik az áramvonalakat úgy, hogy kilépés után minél kisebb mértékben szóródjon: — résszűrő, mely azon kívül, hogy az első lépcsője az áramkép rendezésének, olymódon szűr, hogy nem okoz eltömődést, — stabilizátor, mely hosszú, párhuzamos felületekkel „támasztja“ az áramvonalakat, csökkenti a turbulencia fokot (pillanatnyi és átlagsebesség-vektor eltérését), — konfúzor kis kúpszöggel, hagyományosan alkalmazott megoldás, mely nem csupán a szűkülő hely révén, de az áramlási sebesség növekedése okán is stabilizáló hatású, — konfúzor nagy kúpszöggel, egyenes rávezetéssel, melynek elsődleges szerepe az áramlás további gyorsítása még a kilépés előtt, — speciális keményfém fúvókabetét rendkívül szűk nyílással (típustól függően ovális alak, 3-5 mm ekvivalens átmérő), mely 100 m/s feletti kilépési sebességet produkál. Második lépcsőben figyelembe véve a konstrukciós korlátokat a kollektort közelebb vittük a lemez felülethez – a távolságot 250 mm-ről 170 mm-re csökkentettük. Ahhoz, hogy a fúvókaszögből adódó szóráskép lefedje a teljes revétlenítendő sávot, a fúvókaszámot növeltük, ugyanakkor a kollektor össz-vízfogyasztását változatlan értéken kellett tartani, hiszen a szivattyútelepet adottságnak tekintettük. A kollektor módosított konstrukciós terveit Ambrus Imre kollégánk készítette el, a kollektort a Gyártóegység gyártotta le, a 2014. évi decemberi nagyjavítás óta üzemel.

15. ábra: Régi (fent) és új típusú fúvókák szórásképe

18


17. ábra: Előnyújtói alsó kollektor módosított fúvókakiosztása (piros színnel) Az eredeti és a módosított fúvókaosztás elvi elrendezése a 17. ábrán látható egymásra rajzolva. Az ütőerő így további 50%-kal nőtt (0,89 MPa-ra) a vízfogyasztás változatlan értéke mellett. Primer revétlenítő telepítése A quarto előnyújtó 2008-ban tervezett, de még nem megvalósult telepítésének része volt a hevítőkemencék után telepítendő primer revétlenítő üzembe helyezése. A már leszállított berendezések közül az eredeti helyére 2014-ben letelepítettük azt a görgősorszakaszt egyedi hajtásaival, amely a revétlenítőegységet képes fogadni. Az elmúlt év második félévében az alábbi fő berendezések kerültek be a jelenlegi magasnyomású szivattyútelep felszabadított területére (névleges jellemzők zárójelben): — 3 db dugattyús szivattyúegység, egyenként (Q=1400 l/ min, p=300 bar, P=800 kW, 690 V), — a 800 mikronra előszűrt iparivíz-rendszerről megtáplált szívóoldalon 3 fokozatú szűrés (150‑50‑25 mm), — 5 m3 atmoszférikus tartály szintvezérléssel, — nyomásfokozó szivattyútelep 4 db szivattyúval (6 bar), — tartály (10 bar), — rozsdamentes csővezetékek és szerelvények a szívó oldalon, — rozsdamentes csővezetékek és szerelvények a nyomó oldalon, előregyártott, hegesztés nélküli idomokból, speciális kapcsolatokkal, — 2 db (3,2 MVA, 10 / 0,69 kV) transzformátor, erre a célra épített kamrákban elhelyezve, — 3 db frekvenciaváltós hajtás, vezérléstechnika, erre a célra épített kapcsolótérben elhelyezve, — 1 db 10 tonnás daru,

19. ábra: Primer revétlenítőberendezés, revétlenítőbox — az előkészített görgősor szakaszra az előnyújtó-beru házás keretében korábban beérkezett revétlenítőbox és védelem a reverzáláskor visszatérő előlemez ellen, — alsó / felső kollektorpár, felső kollektor mozgatható. A 18. ábra az új primer revétlenítő szivattyútelepét, a 19. ábra pedig a görgősorra telepített revétlenítőboxot mutatja. A primer revétlenítőben a fúvókák kilépési pontjának távolsága a brammától tovább csökkent (123 mm-re), ennek megfelelően a fúvókaszám 25-re emelkedett. A rendszernyomás emelésével a fúvóka típusának és az üzemelő szivattyúk darabszámának megválasztásával előzetes számításaink alapján az elérhető ütőerő 1,8-2,0 MPa-ra nő vagyis az eddig elért maximum kétszeresére. A beruházás összértéke elérte az 1,1 milliárd forintot.

6. Összegzés

18. ábra: Primer revétlenítőberendezés szivattyútelepe


A primer reve miatti leminősülések csökkentése érdekében széleskörű vizsgálatokat végeztünk. A technológiai kísérletek kevés eredményt hoztak, ugyanakkor az új típusú fúvókák és a kollektor közelebb helyezése átmenetileg sikert hozott. A 20. ábra szemlélteti a pácolt és darabolt táblalemezek felületén észlelt revésség alakulását. A pácolt, majd darabolt táblalemezeken a minősítés teljes szalaghosszon megoldott, így ezeket az adatokat lehet leginkább elfogadni. A melegen hengerelt szalag hengerlés közben történő revésedése elkerülhetetlenül a technológia következmé-

19

20. ábra: Szilvamag alakú reve alakulása pácolt táblák esetén nye, az elmúlt időszak egyik legfőbb megoldandó problémáját adva technológusnak – üzemeltetőnek – karbantartónak – beruházónak egyaránt. Statisztikákat vizsgálva, a fizikai folyamatokat megértve saját erőből is jelentős eredményeket értünk el, amit a fenti ábra is szemléltet. Az utóbbi időszakban megemelkedett revemennyiségre egyelőre nem találtunk magyarázatot, de reményeink szerint a primer revétlenítőberendezés üzembe állítása jelentősen és tartósan lecsökkenti a leminősüléseket. A meleghengerműben eddig még nem üzemelő technológiát a lapzárta időszakában üzemeljük be. Az 1. táblázat összefoglalja a revétlenítőrendszerben végrehajtott módosításokat, azok ütőerőre vonatkozó hatásait, valamint bemutatja az új primer revétlenítő várható adatait. A tervek szerint a primer revétlenítő a jelenleg üzemelő revétlenítőrendszert kiegészítve, azzal párhuzamosan fog működni. A továbblépésre – a jelenleg üzemelő szivattyútelep kiváltására – is vannak elképzeléseink, ennek konkretizálását azonban csak az üzemi tapasztalatok birtokában lehet megtenni. A primer revétlenítő beüzemelése után a revés felület reprodukálhatóan alacsony szintjét várjuk, és ezen keresztül három évnél rövidebb megtérüléssel számolunk. Az eredményeinkről későbbiekben legalább féléves üzemelés után fogunk tudni és kívánunk beszámolni.

1. táblázat: A revétlenítőrendszerben végrehajtott módosítások, az ütőerőre vonatkozó hatások és az új primer revétlenítő várható adatai

20


1 db fúvóka teljesítménye (lit/min) Fúvókák darabszáma (db) Fúvóka – felület távolság (mm) 1 db kollektor teljesítménye (lit/min) Ütőerő (MPa) Szivattyútelep térfogatáram (lit/min) Szivattyútelep térfogatáram (m3/óra)

0.

1.

Eredeti állapot

Modern fúvókák

2. Modern fúvókák + távolság csökkentése

3. Primer revétlenítő

87

135

107

56

14

14

18

25

250

250

170

124

1218

1890

1926

1400

0,26

0,6

0,89

1,88

3818

4490

4526

2800

229

269

272

168

Felhasznált irodalom [1] Lothar Bendig, Miroslav Raudensky, Jaroslav Horsky: Descaling with high pressure nozzles, ILASS – Europe Zurich, 2001. szeptember 2-6. [2] Lechler Brochure – Scalmaster HP, 2012. április [3] Peter Pawlitzki, Ralf Rehbein: Innovative solutions for descalers, Schafer & Urbach, 2010. [4] Hermetik products in rolling mills, Hermetik Technology Brochure, 2013 [5] Kürtösi Ernő: Diplomaterv, BME, 1990

Harcsik Béla, Nyitray Dániel, Sípos István *

Fazolák öröksége – Fejezetek a diósgyőri kohászat történetéből A szerzők jelen indító és további 7 írásukkal ipartörténeti cikksorozatban kívánják bemutatni a diósgyőri kohászat és gépgyártás történetét. Ebben a lapszámban a diósgyőri nyersvasgyártásról szóló írásuk is olvasható.

Dr. Dobrossy István a B.A.Z. Megyei Levéltár egykori igazgatója szerkesztésével 1997-ben indult útjára a „Tanulmányok Diósgyőr történetéhez” című sorozat, mely nem az egymásra épülő történelmi korok sorrendjében, hanem a szerzők érdeklődési körének megfelelően különböző témakörökben (vár és uradalma, egyház és oktatás, a betelepült sokszínű kultúra közösségformáló szerepe, az iparosodás folyamata és településszerkezeti hatása) adnak olvasmányos, történelmileg hű képet Diósgyőr település mindennapi életéről történész kutatóknak és helytörténet iránt érdeklődőknek egyaránt. A kronológiai kötöttség elkerülése tette lehetővé, hogy a sorozatban már megjelent 21 kötet – aminek több mint fele ipartörténeti vonatkozású – és elkészült a 22. kötet kézirata is, ami a diósgyőri nyersvasgyártás történetét mutatja be, és a következő cikk alapját képezi. A tanulmányok döntő hányada a Fazola Henrik által alapított vasmű és utódüzemeinek történetét ismerteti a gyár neves szakembereinek áldozatos munkájával. Dicséretes Boros Árpádnak, a diósgyőri kohászat nyugalmazott gazdasági igazgatójának lelkiismeretes kutató és publikáló tevékenysége, aki hat kötet és jelen ideig három gyártörténeti reprezentatív kivitelű fényképalbum szerzője. Az DMGK Szerkesztőségének felkérésére jelen indító írásunkkal az egyes ipartörténeti vonatkozású kötetek segítségével cikksorozatban kívánjuk bemutatni a diósgyőri kohászat és gépgyártás történetét az alábbi témakörök szerinti felosztásban: 1. Nyersvasgyártás 2. Az acélgyártás technikai korszakai I. forrasztott, kavart, tégelyacél, Bessemer konverter, Siemens-Martin acélgyártás 3. Az acélgyártás technikai korszakai II. – Elektroacél gyártás, Oxigénkonverteres acélgyártás 4. Hengerlés 5. Öntödék – vas- és acélöntészet 6. Gépgyártás – DIGÉP 7. Általános gyártörténet, a gyár befolyása MiskolcDiósgyőr fejlődésére, életére, történelmére A Diósgyőr-Hámori Vasmű megálmodója és építője Fazola Henrik 1730 körül született Würzburgban. Feltehetően lakatos családból származott és szülővárosában a leghíresebb lakatos műhelyben Johann Georg Oegg mester kezei alatt tanulta ki a mesterség fogásait művészi fokon. A würzburgi érsekségi székében az 1750-es évek közepén beállott változás

In this starter article the authors introduce the history of Steel and Engine Works Diósgyőr and with the next seven ones they continue the industrial historical series. In this current issue, the first chapter, the iron making history of Diósgyőr is presented too.

jelentősen gyérítette az Oegg műhely megrendeléseit, ami a segédek számának csökkentését tette szükségessé. Nem így volt Egerben, ahol 1741-ben Mária Terézia gr. Erdődy Gábor halálát követően gr. Barkóczy Ferencet ültette a püspöki székbe, aki elődeihez képest még nagyobb városépítő, nem utolsó sorban saját pompájának megteremtését bemutató tervei szerint végezte munkáját. Sok művészt, művészi érzékű mesterembert foglalkoztatott, ebbe a mestertársaságba feltehetően bécsi kapcsolatai révén hívta meg 1758-ban Fazola Henrik lakatos- és órásmestert. Fazola Henrik pár év alatt komoly vagyonra tett szert Egerben kovácsoltvas munkáival, gondot jelentett azonban a vasanyag beszerzése a távoli mecenzéfi és csetneki hámorokból. A beszerzések nehézsége miatt felmerült annak gondolata, hogy Eger közelében vasművet kellene létesíteni. Mária Terézia királynő 1767-ben Szilézia, mint a monarchia legfontosabb, virágzó iparral és bányászattal működő tartományának elvesztése miatt rendeletet adott ki új bányák felkutatására, és ezt jutalomhoz kötötte. Fazola értesülve a rendeletről, megkezdte érckutató munkáját a Bükk és a Mátra rengetegeiben, majd kérte, hogy kutatásait Eger, Gyöngyös és Diósgyőr környékén folytathassa. Eredményes érckutatásaira alapozva határozta el, hogy vasművet épít és a királynőhöz ennek érdekében kérvényt adott be. Mária Terézia 1770. július 28-án átiratban értesítette a Pozsonyban székelő Magyar Kamarát, hogy a Diósgyőri Koronauradalom területén vasgyárat kíván létesíteni. Ezt tekintjük a Diósgyőr-Hámori Vasmű, így a diósgyőri kohászat elődje alapító okiratának (1. ábra). 1771 szeptemberére eldőlt, hogy a nagyolvasztót Ómassán, a hámorokat a Szinva és a Garadna összefolyásánál, Hámorban építik fel. Hamarosan gazdasági nehézségek akadályozták Fazola Henrik munkáját, eladósodott ezért gyárat át kellett engednie a kincstárnak, majd 1779-ben 49 évesen meghalt. Nyomorogva felnőtt fia, Fazola Frigyes Selmecbányán végezve visszatért az apja által alapított vasműbe, majd 1810-ben az igazgatóként irányította az üzemet. Az egyre nagyobb gondot jelentő vízhiány feloldására Fazola Frigyes 1804-ben elhatározza egy új nagyobb 22 m3 kapacitású kohó építését az újmassai térségben, ahol a ma is álló őskohó 1814ben kezdett el dolgozni. A hámorok kiszolgálására 1809-1811 között építették meg a Hámori-tó gátját, létrehozva ezzel Lillafüred egyik gyöngyszemét: a tavat. 1867-ben, a kiegyezés után kinevezett második felelős magyar minisztérium átvette a gyárat az azt működtető társu-

* Dr. Harcsik Béla okl. kohómérnök, adjunktus, Metallurgiai Intézet, Miskolci Egyetem • Dr. Nyitray Dániel, okl. kohómérnök, OMBKE Vaskohászati Szakosztály Diósgyőri Helyi Szervezet elnöke • Sípos István okl. kohómérnök, Északkelet-Magyarország Ipartörténetének Ápolásáért Alapítvány kuratóriumának elnöke, Miskolc


21

lattól, rendezte adósságait, megváltotta a magánrészvényesek részvényeit. Ezzel a diósgyőri vashámor átment a magyar állam tulajdonába azzal a céllal, hogy az ország vasúthálózatának kiépítéséhez szükséges vasúti sínek gyártására és a közelben talált nagy mennyiségű szénvagyon ipari hasznosítására Diósgyőr területén felépítendő nagy állami vasgyárrá alakuljon át. A Diósgyőr-Hámori Vasgyár felújítása, további fejlesztése a korabeli műszaki, gazdasági és társadalmi körülmények miatt ésszerűtlen volt, így a száz éves múltra visszatekintő Garadna-völgyi kohászkodás 1866-ban, a hámorok munkája 1871-ben megszűnt. Az új vasgyár tervezése és szervezése új vezetés alatt megindult, a terveket és a költségvetést 1868. máj. 9-én bírálták el és hagyták jóvá Diósgyőrben. Miskolc városa és Diósgyőr nagyközség közötti területre költözött gyárnak – Garadna-völgyhöz viszonyítva – nem voltak területi korlátai (152 ha), így lehetőség nyílt a teljes korszerű kohászati vertikum kialakítására, ami a kiegyezés utáni konjunktúra kihasználását tette lehetővé. A vasműben az új típusú acélgyártó kemencék a megjelenésük után röviddel – Siemens-Martin (1879), Bessemer konverter (1882), tégelykemence (1896), elektrokemence (1911) – telepítésre került, és így a kezdeti nehézségek után már 1885-re Resica után az ország második vasgyárává küzdötte fel magát. A felépült hengerművekkel (sín, lemez, tartók, kör-, négyzetés különféle profilacélok), öntödékkel (vas, acél), váltó- és kovácsműhellyel, illetve szerszámacélok gyártására alkalmas tégelyacélmű telepítésével, csavar- és húzóműhely létesítésével a vasmű 15 év alatt a bevételét megtízszerezte. A munkáslétszám 1900-ra 6119-re, majd 1915-re (a háborús fellendülésnek is köszönhetően) a bánya- és hadi munkásokkal 13.000 főre növekedett, és így Magyarország legnagyobb gyára lett. Miután a gyár kinőtte területét, a vasgyári telep másik felén

megalapították az „újgyárat”, ahová a gép- és fegyvergyártási kapacitást telepítették (1931). A vasmű vezetői hamar felismerték, hogy a felduzzasztott munkáslétszámot helyben kell letelepíteni, ezzel is magukhoz kötve őket. A Vasgyár a „gyári gyarmaton” nemcsak szállást biztosított a munkásainak, hanem kórházat, gyógyszertárat, elemi és zeneiskolát, három templomot (katolikus, evangélikus, református), munkáséttermet (Lovarda), közfürdőt, művelődési házakat, stadiont (DVTK), teniszpályát stb. is épített. A kolóniát az Osztrák-Magyar Monarchia legmintaszerűbb munkástelepeként tartották nyilván a XX. század első éveiben. A szocialista rendszer szintén jelentős szerepet szánt a gyárnak. Így növekedett a kohászat létszáma 1964-re 19.904 főre. A diósgyőri kohászatban 1870-1990 között igen szerteágazó gyártmánystruktúrát építettek fel: sín- és váltógyártás, szerszámacél- és csavargyártás, idom- és lemezhengerlés, húzott és hántolt termékek, kovácsolt áruk, vas- és acélöntvények. A gépgyárban a hadiipari termékek ingadozó volumene mellett a legfontosabb gyártmánycsoportok a kovácsoló és sajtoló gépek, csőgyári és hengerműi berendezések, lemezalakító gépek, szerszámgépek, kábelipari gépek, hadiipari termékek, hűtőipari gépek, dízel-motorok és aggregátok, szivattyúk, hidraulikus emelők, vasúti kerékpárok, targoncák, kovácsolt és sajtolt termékek és csavarrugók voltak. Az 1980-as évek közepére elérte Diósgyőrt a vaskohászat világválsága, aminek első lépéseként megkezdődött a leányvállalatok kiszervezése, majd a többszöri félresikerült privatizáció, meghatározó termelő berendezések leállítása, hulladékká tétele után már egyenes út vezetett 2008-ig, amikor leállították – immár véglegesnek tűnően az UHP-elektrokemencét és a finom-, illetve középhengersort is.

1. ábra: Az alapító levél magyar nyelvű változata

22


Csehil György, Harcsik Béla, Simon István *

A diósgyőri nyersvasgyártás története A szerzők 8 részes ipartörténeti cikksorozatban kívánják bemutatni a diósgyőri kohászat és gépgyártás történetét. Ebben a lapszámban a cikksorozat indító írása is olvasható.

The authors introduce the history of Steel and Engine Works Diósgyőr in eight articles in an industrial historical series. In this current issue, the introducing chapter of the series is presented too.

Az a diósgyőri korszak, amelyet 220 évvel mint kovácsmester és ott számos művet ezelőtt Fazola Henrik és fia Fazola Frigyes hagyott maga után. A vasanyag beszermegszállottságukkal, tudásvágyukkal, szakzésének nehézsége miatt felmerült annak értelmükkel és áldozatvállalásukkal elkezgondolata, hogy Eger közelében vasművet dett, s amit később Pöschl Vilmos, Pilter kellene létesíteni. Javaslatára Mária TeréPál, Schmidt György, Dr. Réthy Károly, zia 1770. július 28-án átiratban értesítette Gönczi Károly, Hornyák Imre, Lassán Pál a Pozsonyban székelő Magyar Kamarát, és a többi gyárrészlegvezető, főmérnök, hogy a Diósgyőri Koronauradalom terüüzemvezető és egyszerű gépész, kohász, letén vasgyárat kíván létesíteni. A nagyolvillamos üzemi dolgozó szakmai irányítávasztót Ómassán, a mai iskola helyén (2-3. sával és kétkezi munkájával képessége és ábra), a hámorokat a Szinva és a Garadna tudása szerint folytatott, húsz évvel ezelőtt összefolyásánál, Hámorban építették fel. A a III. sz. kohó leállításával lezárult. A szakgyár alapításával Fazola Henrik hozta létre ma két évszázados múltja arra kötelez minBorsodban a XVIII. század első vaskoháket, hogy könyv formájában a megőrzött 1. ábra: Az alapító Fazola Henrik mellszobra szati üzemét. Az 1770-ben alapított gyár dokumentumok felhasználásával, az emlé- (fényképezte: Kulcsár Géza fotóművész) profiljának kialakításánál már kezdetekkor kek felidézésével az utódok számára megérvényesült az osztrák ipar érdeke. A gyárat örökítsük ennek a korszaknak üzemtörténetét, szomorú félig kész vasféleségek nagy tömegű gyártására rendezés örömteli pillanatait, tragikus eseményeit, a kohászok hették csak be, szinte teljesen elhanyagolva a munkaigéhagyományos összetartozását. A könyv kézirata elkészült nyesebb nagy értékű készgyártmányok, szerszámok és a – a nyomdai előkészítés folyamatban van – amit forrásként drága lemezvas gyártását. Próbálkozások történtek ugyan felhasználva készült el e cikk. ennek megváltoztatására, azonban a Diósgyőr-Hámori A Fazolák munkásságát ipartörténészek, szakírók több Vasmű termelési profilja 100 éves fennállása alatt szinte kiadványban és irodalmi műben is feldolgozták, mégis elen- változatlan maradt. gedhetetlen, hogy visszaemlékezésünket az ő személyük, 1772. március 17-én helyezték üzembe az olvasztót, munkásságuk méltatásával kezdjük. A diósgyőri nyersvas- megtörtént az első csapolás. Mivel a létesítményt duzgyártás története elválaszthatatlan a Fazoláktól. Az ő nevük- zasztógát nélkül építették fel, gondot okozott a fújtatók höz fűződik a diósgyőri nyersvasgyártás történetének kezde- vízellátása. Az olvasztónál a próbagyártások éve 1772 volt. te, mely kohók építésével és korszerűsítésével, anyagellátási, Az alapító gazdaságilag belerokkant, de a gyár ezt logisztikai, technológiai fejlesztésekkel folytatódott, majd túlélte, sőt fia, Frigyes (4. ábra) – Selmecbányán szera kohászok között a „vastestű menyecskéknek” nevezett kohók fokozatos szanálásával végleg befejeződött. A diósgyőri nagyolvasztók történetük során ellátták acélnyersvassal a Bessemer konvertereket, a SiemensMartin kemencéket, majd az LD-konvertert is, illetve öntészeti nyersvassal a vasöntödéket, ferromangánnal a kohászati üzemeket. Az évek során, büszkén ünnepelték 1969. október 24-én a 10 milliomodik tonna nyersvas csapolását, majd 1986. október 16-17-én 20 milliomodik tonna nyersvas lecsapolását is, végül összesen 24.751.018 tonna készült az Avas alján.

Diósgyőr-Hámori Vasmű alapítása A Vasmű megalapítója, a Würzburgban született Fazola Henrik (1. ábra) püspöki meghívására, költözött Egerbe,

2. ábra: Az első kohó helyén épült ómassai iskola

* Csehil György okl. kohómérnök, a valamikori diósgyőri Nagyolvasztómű műszaki osztályának utolsó vezetője • Dr. Harcsik Béla okl. kohómérnök, adjunktus, Metallurgiai Intézet, Miskolci Egyetem • Simon István üzemmérnök, Északkelet-Magyarország Ipartörténetének Ápolásáért Alapítvány kuratóriumának titkára, Miskolc


23

3. ábra: Az első kohó alapításnak emléket állító tábla zett ismereteit hasznosítva – szintén vezette a vasművet. 1804-ben Ómassát kinőve ő költöztette Újmassára, felépítve mai is álló „őskohót” (5. ábra), illetve ebben az időszakban építették meg a Hámori-tó gátját, létrehozva ezzel a tavat.

fesszor Adriány János nevéhez fűződik. Őt a szabadságharcban való részvétel miatt félreállították, majd megbízták később a borsodi szénmedence földtani és művelési lehetőségeinek vizsgálatával. Az előzetes felmérésekről készült jelentések alapján, 1868 elején Lónyai Menyhért pénzügyminiszter megbízta Glanzer Miksa róniczi vasgyári igazgatót a régi és az új vasgyár ügyeinek intézésével. Az épülő vasgyárat a Diósgyőri Jószágigazgatóság közvetlen felügyelete alá 1867-ben, a kiegyezés után kinevezett helyezte, a főfelügyeleti hatáskörrel pedig második felelős magyar minisztérium átveta Szomolnoki Bányaigazgatóságot bízták te a gyárat a társulattól, rendezte adósságait, meg. Ezzel a rendelkezéssel a Diósgyőri megváltotta a magánrészvényesek részvé- 4. ábra: Fazola Frigyes mellszobra Vasgyár sorsa eldőlt. Az új vasgyár tervezényeit. A magyar kormány nagy veszteséggel (fényképezte: Kulcsár Géza fotóművész) se és szervezése új vezetés alatt megindult. vette át a Diósgyőr-Hámori Vasgyárat, s A terveket és a költségvetést 1868. május mivel fenntartása nem látszott gazdaságosnak, elhatározták 9-én bírálták el és hagyták jóvá Diósgyőrben. bezárását és új helyszínen, Diósgyőr és Miskolc közötti Eredetileg két nagyolvasztó üzemét tervezték, de csak új gyár építését. Érdekes megemlíteni, hogy a diósgyőri egy kohó építésére került sor, mivel két kohó üzemeléségyár helyének meghatározásához elsőrendű feltételként hez szükséges tüzelőanyag mennyiségét a környék faszénszereplő széntelepek feltárása egy selmeci akadémiai pro- termelése nem biztosította, így a második nagyolvasztónak

Az új gyár építése

24


5. ábra: A máig álló második, újmassai kohó („őskohó”)

6. ábra: A faszenes nagyolvasztó építése


25

az ungvári uradalomból szállítandó faszénnel, vagy pécsi koksszal kellett volna üzemeltetni, ami jelentős költségnövekedéssel járt volna.

Diósgyőri faszenes nagyolvasztó Az új vasgyár első faszénnel üzemelő (75 m3-es) nagyolvasztóját (6-7. ábra) 1870. augusztus 2-án állították üzembe. A faszén-, koksz- és érchiány, illetve az 1873. évi gazdasági válság hatására az 1875-ben a még addig

8. ábra: Az I. sz. nagyolvasztó alapozási munkálatai alig üzemelt kohót leállították, és 1888-ban lebontották, így a gyár nyersanyaggyártó berendezés nélkül maradt. A szükséges nyersvasat a továbbiakban Vajdahunyadról és a Felvidékről kellett szilárd állapotban szállítani, és Diósgyőrben újra felolvasztani az acélgyártás céljaira.

Korszerű diósgyőri nyersvasgyártás kezdete: az I. és II. sz. kohó A trianoni döntés utáni Magyarországon 1926-ig csak a Rimamurányi Vasmű ózdi nagyolvasztói termeltek nyersvasat. Ózdon négy nagyolvasztó volt. A gazdaságos termelés érdekében mindinkább előtérbe került az újonnan létesítendő nagyolvasztó szükségessége. Az első tervek már 1909-ben készültek, de a két kohó alapozási munkálatait csak 1914-ban kezdték meg (8. ábra). A I. világháború, majd a háború után bekövetkezett gazdasági válság a kohók építését is hátráltatta és csak 1926-ban fejezték be a kohók felépítését (9. ábra), de a villamos berendezések hiánya miatt csak az I. sz. kohó üzembe helyezése vált lehetővé, míg a II. sz. kohó üzembe helyezése 1936. január 2-án történt meg. Az olvasztó begyújtását a vascsapoló nyíláson keresztül történt a következő szavak kíséretében:

7. ábra: A faszenes nagyolvasztó makettje

9. ábra: Az I. sz. kohó építésének fázisai

26


„Azon fohásszal gyújtom meg e tüzet, hogy váljon ez a tűz a diósgyőri vasgyárnak és Magyarországnak állandó erőforrásává.” Az üzembe helyezett nagyolvasztó kohó főbb műszaki adatai: Teljes térfogat: Vt 339,99 m3 Hasznos térfogat: Vh 321,25 m3 Teljes magasság: Mt 27,80 m Belső magasság: Mb 18,70 m Torokátmérő: 4,4 m Medenceátmérő: 3,6 m Fúvósík felülete: 10,17 m2 A felavatáskori sajtóhírekből vett következő idézet, akár ma is készülhetett volna: „... Megkíséreltük, hogy a nyers vasolvasztó üzembe helyezésével kapcsolatban érdeklődjünk a diósgyőri gyárigazgatóságnál, azonban, szokás szerint, a gyárigazgatóság részéről senkivel sem sikerült telefonösszeköttetést kapni. Mivel azonban a vasgyári nyersvasolvasztóba fektetett milliárdok az adózók fillérjeiből kerültek ki, ez az üzemág, amint a diósgyőri gyár egész komplexuma is az állam tulajdona, úgy véljük, joga van a nyilvánosságnak közelebbit is tudnia ezzel az üzemággal kapcsolatban. … Meglátásunk szerint szükséges volna, hogy a gyárigazgatóság vagy az állami vasgyárak központi igazgatósága ne vonja körül kínai fallal az állam, tehát a magyar adózók tulajdonában levő diósgyőri vasgyárat és

12. ábra: Az I. sz. nagyolvasztó bontási munkálatai (II.)

10. ábra: Az I. sz nagyolvasztó utolsó csapolása

13. ábra: Az I. sz. nagyolvasztó bontási munkálatai (III.)

11. ábra: Az I. sz. nagyolvasztó bontási munkálatai (I.)

olykor vegyen magának fáradtságot és tájékoztassa a gyár állapotáról a közvéleményt. Ez nem ártana üzemérdekeknek, melyek fölé helyezik a sokszor hangoztatott magasabb szempontokat.” A nemrég felavatott kohót 1931. július 31-től 1933. március 27-éig a 30-as évek ipari termelésének visszaesése miatt leállították. A közel kétéves állás után sikerült az átépítés nélküli újraindítás! Az újraindítás után már csak átépítés, illetve üzemszervezési okokból szükséges kohó lefojtások miatt állt meg az I. és II. sz. kohó egészen a végleges leállításokig (I. sz. kohó: 1987. XI. 27.; II. sz. kohó: 1990. november 4.) (10-13. ábra). A két kohó termelési adatait az 1. és 2. táblázat foglalja össze.


27

1. táblázat: Az I. sz. nagyolvasztó kampányidőszakainak termelése nyersvas fajtánkénti megosztásban (tonnában) Acélnyersvas Öntészeti nyersvas Tükörnyersvas Ferromangán 1926-1935

306 745

88 790

1938-1946

487 435

1 281

1947-1953

476 836

22 496

3 174

13 265

1953-1956

170 976

3 366

8 193

23 670

1956-1963

435 566

4 503

15 742

62 761

1963-1973

1 174 256

15 473

932

1973-1978

633 564

47 401

1978-1983

484 985

65 397

1984-1987

496 608

27 645

Összesen:

4 666 971

276 352

28 041

99 696

Medenceátmérő: Teljes űrtartalom: Hasznos űrtartalom: A profil teljes magassága: Fúvókák száma: Levegő-előmelegítés:

2m 48,3 m3 43,6 m3 11 m 5 db 550-660 °C

2. táblázat: Az II. sz. nagyolvasztó kampányidőszakainak termelése nyersvas fajtánkénti megosztásban (tonnában)

Acélnyersvas Öntészeti nyersvas Tükörnyersvas Ferromangán

1936-1939

215 290

38 083

1939-1944

328 353

52 232

1946-1951

340 502

7 047

5 657

609

1951-1954

182 322

24 713

2 905

11 098

1954-1960

477 166

2 606

1960-1964

474 333

1964-1972

894 413

9 347

1972-1979

293 171

94 824

1979-1984

466 686

89 814

1984-1987

326 330

24 893

Összesen:

3 998 566

343 559

8 562

11 707

Az I. és II. sz. kohónál az 1950-es évekig a kiszivárgott ólmot is összegyűjtötték. Az ólom a medencében uralkodó magas hőmérsékleten elgőzölög, de a hűtött, hideg falazaton lecsapódik, a falazat mentén lefolyik a medencében, és a magasabb fajsúlya miatt a nyersvas alatt gyűlik össze. A folyékony ólom rendkívül nagy hígfolyóssága miatt a legkisebb repedésekbe is beszivárog, így a tűzállómasszával bedugaszolt csapoló nyíláson és a téglák pólusain keresztül is kiszivárgott a kohókból. Az ólom gyűjtését úgy végezték, hogy a csapoló nyílások előtt a csatornába gödröt vájtak, és itt két csapolás között kimerték az ólmot. Ebben az időben a kohósított nyersércek egy részének magas ólomtartalma volt, amit így hasznosítottak a kohászok.

14. ábra: A kísérleti „Klárika” kohó A kísérleti kiskohó üzeme lehetőséget adott a szakemberek részére többféle műszaki kísérlet és megfigyelés elvégzésére. Az öntészeti nyersvas gyártása mellett tükörvas gyártására is sor került (3-4. táblázat) és 1951-ben közvetlen kokillaöntésű és konverterezési kísérleteket is végeztek a Hubert és Sigmund (a volt Kőbányai Vas és Acélöntöde) egytonnás Bessemer konverterében. A kísérlet kohónál végzett megfigyelések, anyag- és hőmérleg tapasztalatai a későbbiek során felhasználást nyertek. 3. táblázat: A „Klárika” kohó termelése tonnában Év 1948 1949 1950 1951 S

AcélSzürkenyersvas nyersvas (I.) (II.) 168,0 2.877,0 233,0 9.151,0 - 18.351,0 4.309,0 401,0 30.811,9

FeMn (III.) -

Tükörnyersvas (IV.) 967,0 967,0

Paritásos S

Göngyöl.

3.764,0 13.696,0 18.351,0 4.309,0 40.140,0

3.764,0 17.460,0 35.811,0 40.140,0

4. táblázat: Átlagos nyersvas-összetétel a „Klárika” kohóban Nyersvas Acélnyersvas Szürkenyersvas

C 4,15 4,33

Si 0,5 1,9

Mn 0,81 0,74

S 0,049 0,057

P 0,116 0,254

Ti 0,52 0,22

Al 0,03 nyom.

Diósgyőri „óriáskohó”

Kísérleti kiskohó A II. világháború befejezése után újra napirendre került a diósgyőri nyersvasgyártás fejlesztésének a kérdése. Ennek első lépését jelentette a kísérleti kohó. A hároméves terv keretében épült kísérleti, a diósgyőri kohász zsargonban „Kláriká”-nak nevezett kiskohó (14. ábra) azt a célt szolgálta, hogy megvizsgálja az öntészeti nyersvasgyártás lehetőségét a hazai nyersanyagokból aluminát salakképzés mellett. A kohó műszaki adatai:

Az 1950-es évek iparpolitikája az acéltermelés ugrásszerű növelését irányozta elő. Ennek egyik lépcsőjét jelentette Diósgyőrben új Siemens-Martin kemencék építése és a meglévő kemencék bővítése. Az acélgyártó kapacitás növelése szükségképpen a nyersvasgyártás fejlesztését is megkövetelte. Ennek az igénynek realizálását jelentette az a kormányhatározat, mely az akkor még a diósgyőri Magyar Állami Vas- és Acélgyárban új kohó építését irányozta elő. Az új diósgyőri ún. „óriáskohó” építésére a

28


15. ábra: A III. sz. kohó fényképe, 1952. május 9. helyet a kísérleti „bauxit”-kohó lebontása helyén jelölték ki. A kohó építése az akkor még korszerűnek számító szovjet kohók típusterve alapján 1951 augusztusában kezdődött. Az építési munkálatokban jelentős számban politikai elítélt is részt vett. A kohónál már a nyersvasgyártás fejlődési tendenciákat jelző szerkezeti megoldásokat, adagoló- és gépészeti berendezéseket alkalmaztak. A kohó főbb profilméretei a következők voltak: Teljes térfogat: 702,50 m3 Hasznos térfogat: 660,78 m3 Torokátmérő: 5.000 mm Medenceátmérő: 6.000 mm Fúvó síkfelület: 28,26 m2

16. kép: A diósgyőri kohóüzem a három nagyolvasztóval

17. ábra: A 700 m3-es III. sz. nagyolvasztó hagyományos falazata és hűtőkúp beépítése


29

Adagoló- és torokzáró berendezés: kétkúpos torokzár, Mackey rendszerű forgó elegyelosztóval, billenő vedres ferde felvonóval. A kohó (15-16. ábra) építése rekordidő: 8 és fél hónap alatt fejeződött be és ünnepélyes külsőséges között 1952. május 9-én helyezték üzembe. Az esemény jelentőségét újságcikkek méltatták, sőt költőket ihlettek meg és postabélyeg is megörökítette a diósgyőri „óriáskohót”.

Új technológiák, fejlesztések Az 1968. évi átépítésnél alkalmazott újszerű megoldások sorában már a kohó leállításának technológiája is eltért a korábbi gyakorlattól. Az addig alkalmazott ún. kavicsfeltöltéses technológiával szemben a kiürítéses technológiával állították le a kohót. Ennek lényege, hogy a kohóban levő anyagoszlopot megfelelő intenzitású fúvatással fokozatosan közel a fúvósík szintjéig eresztik le, majd lassú vízelárasztással hűtik le a kohó belső falazatát és a medencében maradt anyagmennyiséget. 1975-re az akna- és a nyugaszpáncélon már erős deformálódások jelentkeztek, a beépített régi típusú hűtő kúpok már nem üzemeltek. Ezért olyan döntés született, hogy a kohónál olyan mérvű közepes javítást kell elvégezni, mely költségkímélő legyen, de ugyanakkor a kohó és a léghevítők üzemét a kohó teljes átépítéséig biztosítsa. A koráb-

19. ábra: 1980-as átépítés utáni növelt térfogatú nagyolvasztó profilja ban alkalmazott aknafalazatba benyúló hűtőkúpok korai meghibásodásai, valamint a kohófalazat külső- és belső hűtési módjainak tanulmányozása alapján a hűtőkúpok elhagyása, és a külső hűtés hatékonyságát javító falazási mód mellett döntöttek (17-18. ábra). Ezzel az alapvető cél a kohó üzemvitelének a teljes átépítéséig történő biztosítása mellett az újszerű megoldások tapasztalatszerzésére is lehetőség nyílt. — Az akna beépített hűtőelemek nélkül vékonyított falazatot kapott. Az akna alsó részének falazatát az akna alsó szélétől mért 5.200 mm magasságig angol félgrafitos minőségű téglával falazták, a páncél és falazat között pedig döngölő anyagot használtak. A falazat vastagságát 750 mm-ről fokozatosan 345 mm-re csökkentették a torokvédő öntvényig samott-téglával falazva. — A samott-téglák tartására részben hőálló acélöntvényeket, részben páncéllemez-konzolokat alkalmaztak — A páncélzat vastagságát 30 mm-ről 40 mm-re növelték. Az akna hűtését külső permetező hűtés biztosította. — A nyugasz páncélzatán belül 1780x1450x200 mm védőöntvények lettek berakva, melyeket samott téglával raktak ki. A nyugasz és medence hűtésére szintén külső permetező hűtést alkalmaztak. — A közepes javítás alatt a torokszerkezet cseréjét is elvégezték. Az 1980-as kohóátépítésnél komoly változások történtek a kohó konstrukciójában és kiszolgáló berendezéseiben: — Térfogatbővítés 768 m3-ről 950 m3-re (19. ábra)

18. ábra: A csökkentett falazatú III. sz. nagyolvasztó falazási rajz

30


— A fenék- és medencerészben az elpárologtató hűtőrendszert elhagyták és külső medencehűtést valósították meg (20. ábra). — Fenék- és medencefalazat kiképzése csak karbon döngölettel. — Mitsui–Láng turbófúvó gép telepítése. — 70 tonnás nyersvasüst-park kialakítása. — Az elegyszedés és mérlegelés korszerűsítésére telepítési adottságokhoz és a meglévő bunkerrendszerekhez igazodva a KOGÉPTERV által végzett tervezői munka alapján szalagos elegyszedő és mérlegelőrendszert telepítettek. Az addigi pontatlan és egészségtelen körülmények között végzett emberi közreműködéssel történő mérlegelés gépesített, számítógéppel vezérelt lett. — Nyersvascsapoló csatornarendszer korszerűsítése bille nőcsatornával. — Elektronikus kokszmérlegelés izotópos nedvesség szerinti korrekcióval. — Folyamatos torokgázelemzés.

20. ábra: Az elpárologtató hűtőlapok szerelése

A III. sz. kohó üzemeltetését a reorganizációs programhoz és a műszaki állapotához igazodva eredetileg 1994. november 30-áig tervezték. 1994. decemberi kormányhatározat a szakértői vélemény alapján 1996 végéig irányozta elő a kohó üzemelését. Ezt azonban a szakértői vélemények alapján csak egy közbenső felszórásos aknafaljavítással (21. ábra) lehetett biztosítani, de ezt mind a kezdési határidő, mind a felújítási keret vonatkozásában hosszas huzavona előzte meg. Az eredetileg kitűzött június 14-ei kezdési időpont csúszott, és a rekonstrukciós költségre elő-

21. ábra: A III. számú nagyolvasztó aknafalazatának felszórásos javításának művelete


31

22. ábra: Az utolsó diósgyőri nyersvascsapolás (I.) irányzott 400 M Ft is 140 M Ft-ra zsugorodott. A ténylegesen szükséges 300 tonna felszóró anyaggal szemben csak 200 tonna mennyiséget engedélyeztek és költségcsökkentési igény miatt redukálni kellett a korábban tervezett és a Dr. Tardy Pál által vezetett Műszaki Szakértői Bizottság részéről is szükségesnek tartott javítások körét.

A III. kohó leállítása A kohó utolsó csapolására 1996. november 4-én került sor (22-26. ábra, 5-6. táblázat). A Nagyolvasztó Részleg dolgozói létszáma: 227 fő volt, közülük 108 főt a DAM Kft.-ben tudtak foglalkoztatni, sajnos azonban 118 főt végkielégítéssel ugyan, de el kellett bocsátani. A nyersvastermelés megszűnte után az LD-konvertert is megállították, amely mindössze 16 évig működött. Az utolsó csapolást követően megkezdő- 25. ábra: Az utolsó diósgyőri nyersvascsapolás dött a nagyolvasztó emlékplakettje

23. ábra: Az utolsó diósgyőri nyersvascsapolás (II.)

24. ábra: Az utolsó diósgyőri nyersvascsapolás (III.)

32


bontása (27. ábra), azonban a kohó nem engedelmeskedett a fizika törvényeinek.

Összefoglaló a diósgyőri nagyolvasztók termeléséről A diósgyőri kohókból az I. számú kohó 1926. 08. 17-i indításától a III. számú kohó 1996. 11. 04-ig, leállításáig 24.751.018 tonna nyersvasat gyártottak paritásos alapon. I. számú kohóból: 5.339.902 tonna II. számú kohóból: 5.149.708 tonna III. számú kohóból: 14.221.268 tonna A kísérleti kiskohóból: 40.140 tonna Együtt: 24.751.018 tonna A termelésből: Öntészeti nyersvas: 629.725 tonna Tükörnyersvas: 38.230 tonna Ferromangán: 111.403 tonna A nagyolvasztók kisebb és nagyobb üzemzavarok (pl. vaskitörés, robbanás) ellenére is hűségesen szolgáltak, azonban az 1980-as évek végére megrendült szocialista gazdálkodás nem tudta működtetni a régi keretek között a diósgyőri kohászkodást. A III. sz. nagyolvasztó leállításával megszűnt a 70 éves múltra visszatekintő diósgyőri korszerű nyersvasgyártás. Az integrált acélgyártást felváltotta a hulladékbázisú miniacélmű, azonban 2008-ban az is megszűnt, azóta a gyár csendben várja a diósgyőri kohászat feltámadását. A diósgyőri kohászat története és azon belül a nyersvasgyártás nemcsak nem csak ipari adatokat, történeti érdekességeket tartalmaz, hanem bemutatja az embert is, aki a hatalmas berendezéseket működtette, illetve a várost, amelyet a gyár Acélvárossá nemesített.

26. ábra: Az utolsó diósgyőri nyersvascsapolás (IV.) Lévay József, Miskolc jegyzője 1863-ban egy hámori kirándulás alkalmával vetette papírra az alábbi sorokat. 133 évvel később ezek a gondolatok – szomorú – de ismét aktuálissá váltak. Valószínűsíthető, hogy ezekhez fogható

5. táblázat: Az utolsó csapolás adatai (összetétel %-ban) Utolsó csapolás: 16.00 – 16.50, adagszám: 325 240, 05. sz. üst: 35 t, 06. sz. üst: 20 t C

Mn

Si

S

P

Cr

Ni

Cu

Ti

V

4,020

0,9968

2,156

0,0157

0,1182

0,1437

0,0079

0,0658

0,0547

0,0151

27. ábra:„Nem akart a kohó meghalni ...Előbb lerobbant, tegnap felrobbant, mégis áll a nagyolvasztó!”


33

érzések töltötték el a diósgyőri Nagyolvasztó gyárrészleg dolgozóit a III. sz. kohó leállításánál is. „Hámor volna, de már nincsen kalapács, Se hangos pöröly, se barna kovács, Kohó kihamvadt, izzó vas kihűlt, Gép szerte korhadt, műhely összedűlt A zuhatag szabad lényén halad, Olcsó erő haszon nélkül marad. Nincs régi pezsgés, nincs régi zaj Csend van, s az itt nem boldogság, de baj! Az új kor itt eképp állíttá rendet, Elrontván, mit a múlt teremtett … „

A cikk alapját képező kézirat alapján készülő könyvet az Északkelet-Magyarország Ipartörténetének Ápolásáért Alapítvány gondozza, azonban anyagi lehetőségei végesek, ezért az alapítvány vezetői kérnek mindenkit, aki fontosnak érzi, hogy a kiadvány megjelenjen, kérjük támogassa azt lehetőségeihez mérten. Északkelet-Magyarország Ipartörténetének Ápolásáért Alapítvány Levelezési cím: 3535 Miskolc, Bartók Béla u. 1. [email protected] Telephely (Ipartörténeti Emlékház): Miskolc, Bartók Béla u. 1. Adószám: 18449235-1-05 Számlaszám: 11734073-29901876-00000000 OTP Bank Nyrt. Északkeleti Régió 3534 Miskolc, Árpád u. 2.

Kampányidő Nap

Év

Üz.nap

Termelés

Üzemelési időszak

Átépítés

Kampány

6. táblázat: A III. kohó üzemtörténetének összefoglaló adatai Egy üzemnapra számított termelés

Nap

t

t/üz.nap

Megjegyzés

Indulás

Leállás

I.

1952.05.09

1956.09.13

1 588

4,35

1 538

181

879 511

571,85

II.

1957.03.13

1962.08.21

1 987

5,44

1 889

52

1 348 581

713,91

III.

1962.11.13

1968.05.13

2 008

5,50

1 949

58

1 628 344

835,48 Angol karbonblokk beépítése

IV.

1968.07.10

1975.03.07

2 431

6,66

2 274

54

2 363 963

1 039,56

2,5 sor angol karbonblokkra 3 sor lengyel karbonblokk

V.

1975.04.30

1980.06.30

1 888

5,17

1 816

112

1 897 125

1 044,67

Vékonyított aknafal, fenékfalazat maradt

VI.

1980.10.20

1987.08.03

2 478

6,79

2 472

75

2 563 734

1 037,11 1984.10.16. fenékkilyukadás

VII.

1987.10.16

1996.11.06

3 309

9,07

2 749

3 540 010

1 278,74

1952.05.09

1996.11.06

15 689

42,98

14 687

532 14 221 268

968,29

34

1995.08. aknafalfelszórás javítása


Hári László, Durda Ádám Attila *

A gömbgrafitos öntöttvas minőségének javítása a technológiai előírások betartásával A gömbgrafitos öntöttvas előnyös mechanikai és öntészeti tulajdonságainál, valamint kisebb önköltségénél fogva egyre nagyobb teret hódít el az acélok felhasználási területéből. Magyarország is egyre nagyobb részarányban gyárt gömbgrafitos öntöttvasat a hagyományos lemezgrafitos minőség mellett. A gyártónak a szabványok szerint garantálnia kell vagy az öntvény keménységét, illetve a szakítószilárdságot és a nyúlást. Az előírt mechanikai tulajdonságokat a gyártó, saját belátása alapján, a kémiai összetétel valamint az olyan gyártástechnológiai paraméterek helyes beállításával biztosítja, mint a csapolási és öntési hőmérséklet vagy a magnéziumadagolás helyes mértéke. A szerzők vizsgálatai azt mutatják, hogy a vegyi összetétel előírt értékét kombinálva a gyártástechnológiai paraméterek helyes beállításával, az esetek többségében elérhető a megkívánt mechanikai tulajdonság.

Due to its advantageous mechanical and casting properties, as well as lower production costs, the spheroidal graphite cast iron is gaining larger and larger ground from the utilization area of steels. Hungary is also producing spheroidal graphite cast iron in increasing share beside the conventional lamellar graphite quality. The manufacturer has to guarantee according to standards the hardness of cast, as well as its tensile strength and stretching. The manufacturer provides the prescribed mechanical properties on the base of its own discretion by the correct adjustment of chemical composition and such manufacturing process parameters as the discharging and casting temperatures or the correct rate of magnesium feeding. The examinations of authors show that by combining the prescribed value of chemical composition with the correct adjustment of manufacturing procedure parameters the required mechanical property in most cases can be reached.

1. Bevezetés

2. A gömbgrafitos öntvénygyártás fő jellemzői

Az öntvények gyártásának és a – minőség kialakításának alapproblémája a világon mindenhol az, hogy a legszigorúbb előírások ellenére is, a tényleges minőség, pl. mechanikai tulajdonságok tényleges értéke jóval a gyártást követően derül ki. Az öntvénygyártásra jellemző napjainkban, hogy a formázás, olvasztás, öntés, hűlés technológiájának műszaki színvonalából adódó – és csak kis mértékben felderített – fizikai-kémiai és hőtechnikai adottságai, ezek reprodukálhatósági szintje, kiegészítve a szubjektív hibákkal, a termékekben jelentős tulajdonságbeli különbségeket okoznak, melyet a gyártók technológiai szigorításokkal, helyes alapanyag választással vagy pl. az SPC módszereivel igyekeznek feltárni, illetve kiküszöbölni. A technológiára jellemző bizonytalanságok miatt a gyártók túlbiztosítással dolgoznak. Ennek következménye egyrészt egy általános a többletköltség, másrészt még így is előfordul, hogy nem sikerül egy-egy paraméter alsó értékét sem teljesíteni. Ilyen esetekben a gyártó – tömegcikk esetében – még átminősítheti termékét egy másik eladható minőségi osztályba és veszteség nélkül megúszhatja a kisiklást, de egyedi gyártás esetében ez az út nem járható. Ebben az esetben a selejt általában hőkezeléssel korrigálható, de ha nem, akkor véglegesen leselejtezik a gyártott darabot és ezzel nemcsak az olvasztási energia veszik el, hanem az ennek többszörösét kitevő formakészítés és élőmunka költsége is.

2.1 Az öntöttvas olvasztása Gömbgrafitos öntöttvas (Göv) gyártása tiszta, gömbösödést zavaró szennyezőktől mentes betétanyagból oldható meg. A fő zavaró elemek a következők: S. P, As, Sn, Sb. Ezenkívül zavaró elem minden karbidképző is, mely akadályozza a grafitos kristályosodást. Mivel a bizonyos elemeknél a karbidosító hatás csak nagyobb ötvöző tartalomnál jelenik meg, bizonyos karbidképző elemek 0-1% intervallumban szilárdságnövelő ötvözőként felhasználhatók a Göv-gyártásához. Ilyen elemek elsősorban a Mo és a Cr. Ezeket főleg a nagyszilárdságú öntvényekhez használják. A Göv-gyártás betétanyaga a felületi szennyezőktől is mentes acélhulladék, szürkenyersvas vagy a nagy tisztaságú Sorel-vas. Mivel az ötvözetlen acéllemez ára kb. fele a szürkenyersvasénak és kb. harmada a Sorel-vasénak a betét általában sok acélhulladékot tartalmaz, ami mellé karbonizálószert kell alkalmazni. Általában ezt is a hidegbetéttel együtt adagolják, és a felkarbonizáció a beolvadás alatt megy végbe. A Göv-gyártás egyik kritikus pontja és a gömbösítés egyik próbája a megfelelő értékű nyúlás elérése (főleg a kis szilárdságú minőségeknél). Ezt az acélok nyúlásával is vetekedő nagy nyúlást a szövetszerkezet beállításával érik el. Ennek módja a kis perlit- és karbidtartalom biztosítása a ledeburitszövet kizárásával. A kis perlittartalom csak kis Mn-tartalmú betétből érhető el. A rendelkezésre álló vagy beszerezhető hulladékok sajátja a nagy Mn-tartalmú (kb. 0,5-0,7%-os) acélhulladék és a különböző Mn-tartalmú (általában 0,5-1,0% Mn-tartalmú)

* Dr. Hári László főiskolai tanár, Dunaújvárosi Főiskola Anyagtudományi Tanszék • Durda Ádám Attila anyagmérnök hallgató, Csepel Metall Kft.


35

acélnyersvas. Az öntészeti nyersvas Mn-tartalma az előbbieknél alacsonyabb (kb. 0,4-0,6%), de ezzel sem biztosítható a kellő nyúlás. Az elektromos nagyolvasztókban savas eljárással gyártott Sorel-vas Mn-tartalma a legjobb (kb. 0,1-0,2%). A gömbgrafitos öntöttvasgyártás berendezései az utóbbi évtizedben jelentő fejlődésen mentek keresztül. A kb. 30 évvel ezelőtt beindult Göv-gyártás kupolókemencéket használt, melynek nagy kéntartalmú vasát kemencén kívül kénteleníteni kellett. Az utóbbi 10 évben végbement korszerűsítési munkák során a vasöntödék jelentős része indukciós kemencékben olvasztja a vasat. Ezzel előállítható a kívánt tisztaság és hőmérséklet. Az adagvezetést és a fémösszetétel finom beállítását spektrométer segíti, amit az olvasztóművel csőposta köt össze. 2.2 Az öntöttvas beoltása A megolvasztott öntöttvasolvadék hagyományos kezelése a beoltás, melynek célja az öntöttvas szövetszerkezetének befolyásolása azáltal, hogy megfelelő számú és minőségű csírát biztosítunk a kristályosodási folyamatokhoz, akár lemezgrafitos, akár gömbgrafitos minőségről van szó. Ezzel az általános célú beoltással lecsökken a grafitképződéshez szükséges túlhűlés, így csökken a karbidképződési (fehéredési) hajlam. Anyaga általában valamilyen Si-alapú ötvözet, kb. 0,10% Si mértékben. Az egyéb célú beoltások közül említésre méltó pl. a kemény kéreg kialakulását megakadályozó Zr-tartalmú kezelés. Jellemző rájuk, hogy hatásuk ideiglenes, ugyanis az olvasztás, hőntartás, túlhevítés során az alapanyagból örökölt „saját” csírák, és az idegen csírák a túlhevítés mértéke és a hőntartás idejétől függően felolvadnak, elbomlanak. Az ilyen állapotú vasból öntött öntvény durva szerkezetű, grafitban szegény, fehéresedésre hajlamos lesz. A beoltás során külsőleg visszük az olvadékba a megfelelő számú csírát, ami alapot ad a megfelelő alakú grafit kristályosodásához. A grafitosító módosítás (beoltás) lényege a grafitcsírák számának növelése, valamint a grafitos

és karbidos kristályosodás közötti hőmérsékletkülönbség megnövelése, így a vékonyabb falú öntvényrészeken sem jelentkezik a fehéredés. Mivel a beoltóanyag salakot, egyéb szennyezőt nem képez, arra kell törekedni, hogy a beoltás után minél előbb, az erős csíraszám csökkenés előtt meginduljon a kristályosodás az öntvényben. 2.3 Az öntöttvas gömbösítése A gömbgrafitos öntöttvasgyártás legjellemzőbb művelete a gömbösítés, melynek következményeként a grafit gömbalakban kristályosodik, ezzel jelentősen megváltoztatva a termék mechanikai tulajdonságait. A gömbösítés során a vasolvadék felületi feszültségét rontó kén- és oxigénszennyezőket távolítják el. A kezelés során MgS-vegyület képződik, mely a kezelést követően felszáll és feloldódik a salakban. A vasolvadékba juttatott magnézium egy része tehát kéntelenít, fémben maradó rész egy része elpárolog, míg a maradék a fémben oldva marad. A korábbi évtizedekben a gyártók az olvadék kezelésére a szintén erősen kéntelenítő hatású Ce-La ritkaföldfém ötvözetet használták, melynek kellemetlen mellékhatása volt, drágasága mellett, a karbidos kristályosodás. Korábban voltak próbálkozások a színmagnézium használatával is, de a fém bevitele a kezelést – a nagy gőznyomás miatt – tulajdonképpen robbanások sorozatává tette, ami a balesetveszélyen túl nagy alapfém veszteséget és rossz magnéziumkihozatalt eredményezett. A fejlődés útja az 5-10% Mg-tartalmú MgFeSibeoltóanyagok alkalmazásához vezetett. Más országokban a nagy Ni- és Cu-tartalmú gömbgrafitos öntöttvasakhoz használatosak Cu- és Ni-alapú Mg-ötvözetek is. Az utóbbi években a MgFeSi-ötvözetekben ismét megjelenik a Ce és a La. Ez esetben a segédötvözet 5-10% Mg-tartalma mellett megjelenő 1-2% Ce és La szerepe a káros kísérőelemek (Pb, As, Sb) semlegesítése és ezáltal a kedvező grafitalak létrehozásának elősegítése [5]. A gömbösítő kezelés következménye is ideiglenes, azaz hatása közvetlenül az olvadékba vitel után a legerősebb, ez után az eredményesség erősen csökken, lecseng. A

1. ábra: A gömbgrafitos öntöttvas beoltásához használatos Tundish-üst rajza és a segédötvözet fedése [1]

36


2. ábra: Öntés formaszekrénybe. Az atmoszférikus viszonyok alatti oxidáció és párolgás hatására a kezelőszer hatása lassan megszűnik


37

kezelőszer gömbösítő hatására, ill. a technológiára jellemző, hogy a kezelést követő 15-20 percig hat. A lecsengést befolyásoló tényezők közül meg kell említeni a beoltó anyag összetételét, a kezelt vas kéntartamát, hőmérsékletét és felületi feszültségét. A gömbösítő kezelés kivitelezésére többféle lehetőség áll rendelkezésre áll, úgymint: a csapolás közbeni bejuttatás, befúvatás inertgázzal, rácsapolás, merülőharangos bevitel, nyomás alatt végzett kezelés. Az utóbbi időkben a kezelési technológia az egyszerűsödés felé tolódott el. 2.4 A Tundish-eljárás jellemzése A Csepel Metall Kft.-ben a Tundish-üstben végzett kezelés terjedt el, mely különböző változataival világszerte az egyik legelterjedtebb eljárás, mivel igen egyszerű szerkezetű és nagyon jó a magnéziumkihozatala. A berendezés lényege a speciális üstfedél, amely meghatározott sebességgel engedi csak a folyékony vasat az üstbe, ami eközben elzárja az egyetlen nyílást és túlnyomást hoz létre. Ez a két hatás a magnéziumkihozatal növekedéséhez vezet, akár elérheti a 95%-ot. A jó hatásfokhoz szükséges az üstfedél és az üst megfelelő zárása, azért, hogy a fellépő nyomás a kedvező hatását kifejthesse. Az 1. ábrán látható Tundish-üst kettős fenékkiképzése a beolvadás késleltetését szolgálja, mégpedig úgy, hogy a folyékony vas elsőként a fedőhulladékra jut, ami által lehűl és ez a lehűlt olvadék jut a kezelőanyagra, miközben az üst már jelentős mértékben megtelt. A kevésbé meleg olvadék és a nagyobb metallosztatikus nyomás egyben jobb magnéziumhasznosulást okoz. A segédötvözet betakarásának helyes megválasztása érdekében a vállalat korábban több kísérletet végzett. Ezt követően napjainkban már rutinszerűen történik a Göv gyártása. Új segédötvözet alkalmazása esetén vagy a kezelési technológia további javítása céljából alkalomadtán még végeznek kísérleti kezeléseket. A segédötvözet betakarásának helyes megválasztása érdekében a vállalat korábban több kísérletet végzett. Ezt követően napjainkban már rutinszerűen történik a Göv gyártása melyet egy-egy új gömbösítőszer bevezetésekor néha újra elvégeznek. A gömbösítő kezelés után a vasat dobüstökbe öntik át (2. ábra), melyből max. 15-20 perc alatt megtörténik a vegyi kötésű homokformák leöntése.

minőségeket, ugyanis a Kft.-nél az öntöttvas minőségeket öntvényenként határozzák meg, tehát naplószerűen kezelik az adatokat és nem használják ki a táblázatkezelők által kívánt lehetőségeket. Egy nap átlagban 8-10 öntést és kezelést végeznek az üzemben, a munka két műszakban folyik a reggeli és a délutáni műszakban. Az ötvözőket a következő sorrendben rögzítik: FeSi, FeMn, FeCr, FeMo, Ni, Cu, Sn. A kezelőanyag típusa (6% Mg-tartalmú) FeSiMg. Gyorselemzés adatai (C-tartalom, Si-tartalom és a belőlük képzett C-egyenérték) %-ban. Kémiai összetétel spektrométerrel mérve C, Mn, Si, S, P, Mn, Mg, továbbá Cu, Ni, Cr ha értékük 1% felett van. Öntési adatok: csapolási hőmérséklet, öntési hőmérséklet, folyékony fém tömege, módosító anyag tömege kg-ban, öntődob száma, öntés ideje, mintaszám. Minden öntésnél Y25 típusú próbatest készül, melyből megvizsgálják a kimunkált próbatest mechanikai tulajdonságait úgymint Rm (szakítószilárdság), Rp02 (folyáshatár), HB (Brinell keménység), A5 (nyúlás). A metallográfiai jellegű adatok közül rögzítésre kerül a ferrittartalom (F), a grafit alakja (GA) és mérete (GM). A grafit alakjának és méretének meghatározása az MSZ EN ISO 945-1 szabvány szerint történik. Rögzítésre kerül még továbbá a cementittartalom (C). A mechanikai adatokat külön jegyzőkönyvben iktatják [2]. 3.2 Az adatbázis vizsgálata adatcsoportosítással Az többszöri átvizsgálás és szűrés után megmaradt gyártási adatokból 808 sort tartalmazó Excel adatállományt hoztunk létre melynek segítségével gyakorisági diagramokat, regressziós egyeneseket és különféle statisztikai kimutatásokat készítettünk. Ezek képezték alapját a megállapításainknak. Az adatokból Rm-A5 értékpárokat képezve kaptuk a 3. ábrát, mely rávilágít a tapasztalható hiányosságokra [4]. Az ábrából kitűnik, hogy a vállalat az adott időszakban nem gyártott GJS350-es minőséget, a termékek zömét a GJS400, GJS450 és GJS500-as minőség tette ki és csak 3 termék található a GJS600-as minőség között. Ugyanakkor az is látszik, hogy a 400-450-500-as szilárdsági kategóriában számos értékpár nyúlása nem elégíti ki a szabványos követelményeket. A továbbiakban ezen eltérések okait szeretnénk tisztázni. Az adott szakítószilárdsági értékekhez tartozó, de a világos mezőbe eső (selejt) nyúlási adatokat két csoport-

3. A Csepel Metall Kft.-ben gyártott gömbgrafitos öntvények adatbázisa 3.1 Az adatok beszerzése. A vállalat rendelkezésünkre bocsátotta a 2015. első negyedévére vonatkozó olvasztási naplókat. Ezek a naplók tartalmazzák mindazokat az információkat, adatokat, melyek az egyes műszakokban legyártott öntvények azonosítására kerülnek. A Kft.-nél különböző minőségű gömbgrafitos anyagminőségeket gyártanak, melyek adataiból adatbázist készítettem. Ez alapvetően a gyártástechnológia olyan input-output adatait tartalmazza, mint a kémiai összetétel, csapolási hőmérséklet, öntési hőmérséklet, az egy üstből leöntött anyag tömege és a leöntött darabok száma. Arra nem volt lehetőség, hogy az olvasztási napló alapján csoportosítsuk az egyes adagokhoz tartozó anyag-

38

3. ábra: Az elért szakítószilárdság–nyúlás eredmények a szabványos előírásokhoz képest


4. ábra: Az összes, valamint a különböző értékű nyúlási értékek ábrázolása az Rm függvényében (rendellenes értékek száma 58 db)

5. ábra: Az összes, valamint a különböző értékű nyúlási érték ábrázolása a HB függvényében (rendellenes értékek száma 58 db)

ra bonthatjuk. Ezek első csoportja a szabványos nyúlási határhoz közel van, és nyúlási értékük legfeljebb 1-3%-kal marad el az előírásoktól. Ez a kismértékű nyúlási eltérés hőkezeléssel korrigálható. A kilógó adatok másik csoportja kb. a 0-11% nyúlási intervallumba sorolható, és jól láthatóan helyzetük tendencia szerint is élesen elüt a fő adatok közel hiperbolikus lefutásától. Az Rm-A5 valamint a HB-A5 értékpárokat további vizsgálat alá vetettük. A nyúlási csoportokra bontott klaszterok értékes tendenciákat tártak fel. Ezt mutatja a 4. és az 5. ábra. Először is szembetűnt, hogy mindkét diagramban a hozzávetőlegesen hiperbolikus tendenciából kilógó rendellenes adatok ugyanazok voltak. Mindkét diagramcsoportból megállapítható volt, hogy ugyanolyan szakítószilárdsághoz igen tág határközű nyúlások is tartozhatnak, az Rm=500 MPa-as értékhez pl. 11% és 20%. Ugyanez a tendencia figyelhető meg a HB-A5 értékpárok esetében is. Az ugyanolyan szilárdsági paraméterekhez tartozó nyúlási értékek csökkenését tulajdonságromlásnak kell értékelnünk, melynek fel kívántuk tárni a közvetlen és a közvetett metallurgiai vagy technológiai okait.

változóknak a mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatásainak kimutatása volt. A standard jellegű regresszió számítást többváltozós lineáris esetre a Backward-féle eliminációs módszer szerint végeztük el úgy, hogy az ún. optimális regressziós egyenletben csak a szignifikáns tagok maradjanak. A regressziós egyenletek a következők:

3.3 Regressziós vizsgálatok A célszerű csoportosítási vizsgálatokat regressszió számítással egészítettük ki, melynek célja az input jellegű


HB = 7+ 56*Mn + 990*P + 0,046*Tö + 0,21*Mg/S 18 25 2,7 1,8 ti =

r=0,808; Sth=7,5

Rm = 398 + 200*Mn + 2650*P+0,074*Tö +1,28*Mg/S-44*CE 19 20 1,3 3,2 -3,4 ti =

r=0,768; Sth=25

A5 = 47,35 - 7*Mn - 82*P - 0,010*Tö + 0,3*Mg/S - 4,0*CE -6,3 -5,9 -1,9 7,4 -3,1 ti =

r=0,570; Sth=2,6

Mindegyik paraméter után megtalálható a regressziós egyenlet szorosságát jelző r érték és a becslés pontosságát mutató standard hiba értéke. Az egyenletek alatt található az egyes koefficiensek statisztikai pontosságát mutató Studentszám (ti) mely (két eset kivételével) ti>tkrit (tkrit~2). Fentiek miatt a regressziós egyenletek minden koefficiense 95%-os konfidenciaszinten szignifikáns (két másik tag pedig csak 90%-os szinten). A regressziós egyenletekből megállapítható, hogy:

39

— a nyersvas Mn- és P-tartalma, valamint az öntési hőmérséklet és az Mg/S arány növelése növeli a keménységet, a szakítószilárdságot és csökkenti a nyúlást; — a CE (karbon-egyenérték) növelése nem hat a keménységre, de egyaránt csökkenti a szakítószilárdságot és a nyúlást; — a vizsgálatba vont egyéb változók (pl. csapolási hőmérséklet), leöntött tömeg, öntési darabszám) nem hatnak a fenti mechanikai tulajdonságokra; — a vizsgálatok szerint nagyon valószínű, hogy a mechanikai eltérések okai az ajánlott technológiai előírásoktól való eltérés. Ezek szerint a mechanikai tulajdonságok az esetek nagy részében kezelhetők; — adatok híján viszont nem lehetett kideríteni, hogy az idő tényező milyen szerepet játszhatott a selejtek alakulásában, mivel a lecsengések kiértékelésére nem volt lehetőség.

ismertek. Napjainkban a lecsengést kiváltó okok között elsősorban nem állapotjelzőket, hanem folyamatokat kertesünk, elsősorban is a hőmérséklet csökkenését, Mg-párolgást vagy pl. a reoxidációra visszavezethető reszulfurációt. Ezen okok tisztázására megvizsgáltuk a nyúlási értékek szerint négy csoportra bontott adatállomány adatait. A részletes vizsgálatokat mellőzve, a számtani átlagokat adja meg az 1. táblázat.

A regressziós egyenletek jóságának tesztelése történhet a saját adatbázisával vagy más adatbázisból vett adatok összehasonlításával. Jelenleg csak a saját mintákkal való összehasonlításra van mód. A validáció alapján a regres�sziós egyenletből számolt adatokat a meglevő (mért) adatokkal hasonlítjuk össze. Az adatok x-y koordinátarendszerben egy 45 fokos egyenes körül fognak elhelyezkedni, annál közelebb az egyeneshez, minél pontosabb a becslés. Az előbbi példát a nyúláson keresztül mutatja a 6. ábra. Ebből is megállapítható, hogy az r=0,57 mutató alapján gyenge szorosságot mutató regressziós egyenes egy bizonyos tartományban jó becsléseket ad, de a tendenciából kiugró 58 db rendellenes adat a vártnál jóval nagyobb (egyébként hamis) értékeket mutat. Ez esetben a regres�sziós egyenletek készítésének célja nem a becslés, hanem a hibafeltárás volt.

Az 1. táblázatból kiolvasható tendenciák hasznosnak bizonyulnak a minőségromlás jellemzésére. A kapott tendenciák megerősítik az üzemi megfigyeléseket és jó összhangban vannak a regresszió számítás eredményeivel is. Legfeltűnőbb, hogy a legkisebb nyúlás együtt jár a legkisebb Mg/S aránnyal. Az egyéb nyúlást befolyásoló tényezők közül is ki kell emelni a Mn- és P- és CE-tartalom kedvezőtlen irányú, ámbár kismértékű alakulását. A téma szempontjából a csapolási hőmérséklet értéke állandónak vehető, míg az öntési hőmérséklet 5 °C-ot emelkedett. Véleményünk szerint az utóbbi adatok nem játszanak jelentős szerepet a nyúlás értékének leromlásában. Figyelmünket ezután a Mg és a S vonatkozására koncentráltuk. A továbbiakban elkészített és vizsgálatba vont S-A5, Mg-A5 és Mg/S-A5 diagramok közül sem a S-tartalom, sem a Mg-tartalom nem mutatott olyan szoros összefüggést, melyből a nyúlást befolyásoló valamilyen kritikus határértékre következtethettünk volna. Ezt a jellegzetességet csak a Mg/S-A5 diagramban lehet felfedezni melyet a 7. ábrán mutatunk be. A diagram szerint, ha az Mg/S érték a 6-os érték alá csökken akkor az adagok között jelentősen megnő a kis nyúlást mutató adagok aránya, ami általában a rendellenes grafitformák megjelenésének köszönhető. A továbbiakban az adatbázist arra használtuk, hogy a meghatározzuk a Mg/S arányt befolyásoló tényezőket. Ennek keretében A hőmérsékleti tényező szerepét sikerült tisztázni. Megállapítható volt, hogy sem a kéntartalom, sem a magnéziumtartalom értéke nem függ a csapolá-

1. táblázat: Az állandó szakítószilárdsághoz tartozó, de különböző nyúlási minták mechanikai és technológiai adatai Legjobb nyúlású Normál nyúlású Kis nyúlású Legkisebb nyúlású

A5% 17,8 15,4

Mn% 0,264 0,284

P% 0,042 0,042

CE% 4,37 4,38

Mg/S 7,24 6,42

7,2 4,5

0,315 0,301

0,047 0,046

4,42 4,43

4,11 3,82

T önt T csap 1380 1504 1379 1505 1386 1385

1504 1500

6. ábra: A nyúlás mért és becsült értékeinek eltérései

4. A selejtokok feltárása A különböző adatpárosításokban vizsgált adagok eltérő mechanikai tulajdonságokat mutató alcsoportjai nem véletlenszerűen alakulnak ki, hanem az olvasztás, beoltás és öntés műveletei alatt olyan, eddig csak részben ismert folyamatok révén, melyeknek napjainkban csak részben

40

7. ábra: A nyúlási értékek függése az Mg/S aránytól


— a meglevő, illetve az ajánlott adatokat célszerű lenne kiegészíteni olyan változókkal is, mint a próba jellege (Y vagy egybeöntött); darab mértékadó falvastagsága; a beoltástól eltelt idő; egyes darabok öntési hőmérséklete és ideje; öntőüst tömege; — az 1. táblázatban ajánlott paraméterek értékét célszerű felülvizsgálni, különös tekintettel a S-, Mg- és CE-értékekre; — fel kell jegyezni az olyan eseményeket is, mint a hűtővas adagolás az üstbe; — szerepeltetni kell az adatbázisban a metallográfiai adatokat is; — az új bővített adatbázis kialakítása után be kell vezetni és alkalmazni kell az SPC-módszert; — a gyártástechnológia pontosításával a vállalat előkészítheti a nagyobb szilárdságú, tehát jövedelmezőbb minőségek gyártását. 8. ábra: A leöntött tömeg és a hőmérsékleti viszonyok összefüggése si és öntési hőmérséklettől. A vashőmérséklet szerepét tehát sikerült kizárni a drasztikus nyúláscsökkenéssel járó selejtokok közül. Egyéb tekintetben, akár a közvetett okok tekintetében is, a vashőmérséklet értéke jellegzetes viselkedést mutat. A 8. ábráról megállapítható, hogy a csapolást követő hőmérsékletek értéke attól függ, hogy mennyi a csapolt folyékony tömeg, azaz milyen tömegű öntvényről van szó. Ennek következtében az öntési hőmérséklet jellemzően 1340 és 1420 °C között alakul ki [2]. A hőmérséklet kizárását követően a Mg/S arányt befolyásoló tényezők közül még számos tényező létezik. Ezek közül elsősorban az öntés alatt beinduló reoxidációra kell gondolni, melynek révén a MgS + FeO = FeS + MgO (1) reakció lejátszódása miatt a vasolvadék reszulfurizálódik. Az öntés alatti kénfelvétel sebessége és mértéke már a további finomítások részét képezik, mely egyszerre egyensúlyi és időfüggő folyamat. Egy másik kézenfekvő ok lehet a segédötvözet pontos kimérésének a hiánya is. A beoltóanyag mennyiségének pontos meghatározásához nélkülözhetetlen a vasolvadék tömegének, kéntartalmának és a beoltási veszteségnek az ismerete. Lényeges tényező a beoltási technológia és a beoltóanyag állandóságának a biztosítása is. Javaslatok. A Csepel Metall Kft.-ben a gömbgrafitos öntöttvasgyártás során tapasztalt selejt és az egyéb nonkonformitások csökkentése érdekében vizsgálataink alapján az alábbi gyártástechnológiai javaslattal élünk: — közvetlen javaslatunk a gyártástechnológiai utasítások áttekintése, esetleges átdolgozása, különös tekintettel az öntés alatti Mg/S arány állandóságának a biztosítására; — célszerű bevezetni az öntőüstben levő vas hőmérsékletének időfüggő mérését és az értékek regisztrálását.

5. Összefoglaló A szerzők a Csepeli Vasöntödében kivitelezésre kerülő gömbgrafitos öntöttvasgyártás adatbázisának vizsgálatával megpróbálták feltárni azokat a hiányosságokat, melyek a kis nyúlásra visszavezethető selejtet okozzák. Vizsgálataik alapján a selejt kialakulásában a legfontosabb tényező a kis Mg/S arány volt. A problémák feltárásával a szerzők elősegítik a pontosabb mechanikai tulajdonságokkal rendelkező és nagyobb jövedelmezőségű öntvények gyártását.

6. Felhasznált irodalom [1] Hartung, C.: How to Make Ductile Iron using MgFeSi in an Optimized Ladle Treatment combined with Preconditioning. 7th Int. Ankiros Foundry Congress, 11-13 Sept. 2014. [2] Csepel Metall Kft.: LC olvasztási napló, 2015 [3] ELKEM: Bjomet termékismertető (ELKEM, Norvégia, 2001) [4] http://www.steelnumber.com/en/standard_steel_comparison_ eu [5] Szerző nélkül: ELKEM Technical Information 26. Fading of Nodularity in Ductile Iron

A gyártási folyamatok általános találati biztonságának javítására és az általános gyártási kultúra emelésére szolgáló javaslataink az alábbiak: — a vállalatnál meglevő adatbázist célszerű lenne olyan változatban is továbbfejleszteni, hogy a naplószerű funkció mellet elláthassa az adatfeldolgozási funkciókat is. Ehhez pl. megfelelő lehet a dátumalapú követés.


41

Kovács József *

Az ISD Dunaferr Zrt. és gazdasági társaságainak 2015. évi újítási tevékenységéről A dolgozók szürkeállománya aranyat ér annak a munkáltatónak, amelyik hatékonyan képes hasznosítani a munkavállalókban rejlő kreativitást. A munkáját, szakmáját szerető és értő, gondolkodó dolgozó mindig képes egyre újabb és jobb megoldásokra, azaz újításokra.Ezen innovatív munka ISD Dunaferr társaságcsoport 2015. évi eredményeit ismerteti a szerző.

A dolgozók szürkeállománya aranyat ér annak a munkáltatónak, amelyik hatékonyan képes hasznosítani a munkavállalókban rejlő kreativitást. Ez nemcsak a kifejezetten fejlesztői tevékenységgel kapcsolatban igaz, mert a munkáját, szakmáját szerető és értő, gondolkodó dolgozó mindig képes egyre újabb és jobb megoldásokra, azaz újításokra. A törvény megfogalmazása szerint újítás a gazdasági tevékenységet folytató szervezet tevékenységi körében, a vele munkaviszonyban álló személyek és szerzőtársaik által kidolgozott, a szervezetnél új műszaki, illetve szervezési megoldás. Nincs ez másképpen az ISD Dunaferr társaságcsoportnál sem.

The brains of employees are treasure for those employers who can utilize the creativity for employees. The thinking employee who likes and gets his/her job and profession is always able to create new and better solution i.e. innovation. For this innovation work in 2015 at ISD Dunaferr is reported the article below.

Az elmúlt tíz év újítási adatait az 1. diagram mutatja be. A hasznosított újítások száma 2012-től minden évben meghaladta az abban az évben elfogadott újítások számát. A benyújtott és elfogadott újítások száma csökkenő tendenciát mutat. A társaságcsoport 2015. évi újítási tevékenységét az újítók aktivitásának csökkenése jellemezte. A benyújtott, elfogadott, hasznosított újítások és a javaslatokat kidolgozó újítók száma is csökkent. A 2015-ös évben a benyújtott újítások száma 43, elfogadva 28 lett, és 46 újítás lett hasznosítva.

1. diagram: Újítási javaslatok száma 2006-2015 között * Kovács József újítási szakértő, ISD Dunaferr Zrt.

42


2. diagram: Újítások hasznosításaiból kalkulált megtakarítások 2006-2015 közötti években Az újítási javaslatokat kidolgozó és benyújtó újítók száma 94 főre csökkent az előző évi 158 főről. A 2015. évben hasznosított 46 újításból ténylegesen 38 újításra történt díjkifizetés. A társaságcsoport újítói részére 2015-ben kifizetett újítási díj összege 43,8M Ft tett ki. Ez utóbbi összegből az ISD Dunaferr Zrt. újítói a 32 hasznosított újításért 40,6 M Ft újítási díjat vehettek fel. A társaságcsoport két gazdasági társasága közül az ISD Kokszoló Kft. újítói a 2 hasznosított újításért 1.279.650,- Ft újítási díjat vehettek fel, az ISD Power Kft. újítói részére pedig a 4 hasznosított újításra 1.850.000,- Ft lett kifizetve 2015-ben. Az elmúlt tíz évben a kalkulált újítások hasznosításából származó könyvelésileg igazolt, és/vagy műszaki számítással kimutatott megtakarítások mértékét a 2. diagram tartalmazza. A két kimagaslóan magas megtakarítást 2009-ben a Nagyolvasztóműnél lezárt hasznosított újítás eredményezte, 2013-ban pedig a Hideghengerműnél megvalósított, műszaki számítással kalkulált újítás hasznosításának volt köszönhető ez a rekord érték. A diagram adatait összesítve az látható, hogy a 2006-t követő évek alatt a kalkulált újítások hasznosításából származó megtakarítás valamivel több, mint 4 milliárd forintot ért el, ami az eltelt tíz év alatt évente átlagosan 400 M Ft-nak felel meg. Az 1. táblázat az ISD Dunaferr társaságcsoport egészének 2014-2015 évi újítási számait tartalmazza.

A 2015-ös év legjelentősebb díjazott újítása a Zrt.-nél a Meleghengerműben és az Acélműben hasznosított „Új, keskeny bugatípusból (B08) történő termékgyártás” tárgyú újítás szerinti technológia kidolgozásáért az újítók (10 fő) összesen 6 M Ft újítási díjat vehettek fel. A Zrt.-nél 2015-ben hasznosított, viszonylag magas újítási díjjal lezárt további jelentős újítás volt a Szállítóműnél hasznosított „VALMET emelőhengerek átalakítása” tárgyú, melynek 14.893.00,- Ft/év a kimutatott megtakarítása, és a kifizetett újítási díj pedig 1,56 millió forint volt. A másik jelentős újítás pedig a Meleghengerműben megvalósított „Költségmegtakarítás, pozitív tűrésmezőben történő hengerléssel” tárgyú, mely 16.955.259,-Ft/ év megtakarítást eredményezett, és az újítók tevékenységét 2 M Ft újítási díjjal ismerték el. A társaságcsoportnál hasznosított, de 2015-ben újítási díjjal még nem lezárt, jelentős újításai mindegyik a Hideghengerműben valósult meg és 135,8 M Ft kalkulált megtakarítást eredményezett. A három újítás a „Hideghengermű iparivíz-fogyasztás csökkentése” tárgyú újítás 20,4 M Ft/ év megtakarítást eredményezett, a „Légfelesleg tényező beállítása” tárgyú újítás hasznosításából 44,8M Ft/év megtakarítás keletkezett, és a „Pácoló üzem bevezető részén történő lemezvastagság-mérő telepítése” tárgyú újítás megvalósításának eredménye 70,6 mFt/év volt. A fenti három kalkulált újításra a Hideghengermű gyárvezetője által javasolt, de még nem engedélyezett, és így ki nem fizetett újítási díj összege: 5,5 M Ft. Az ISD Dunaferr Zrt.-nél kifizetett 40,65M Ft újítási díj a művek újítói között az alábbiak szerint oszlott meg. A hideghengerműben kifizetett díj 26,4 M Ft, a meleghengerműben 8,9 M Ft, az acélműnél 2,39 M Ft, a szállítóműnél 2,25 M Ft, a Karbantartásnál 0,49 M Ft, a nagyolvasztóműnél pedig 0,22 M Ft. A 3. diagram az ISD Dunaferr Zrt. műveihez és az ügyvezetéshez tavaly benyújtott újítási javaslatok számának változását mutatja a 2014-es év adataihoz viszonyítva.

1. táblázat: Az ISD Dunaferr társaságcsoport 2014-2015 évi újítási számai Benyújtva: Elfogadva: Hasznosítva: Elutasítva:

2014. év 64 db 158 fő 45 db 126 db 14 db

2015. év 43 db 94 fő 29 db 46 db 16 db

Megtakarítás:

120.465.750,-Ft

180.710.259,-Ft

Kifizetett kalkulált díj: Kifizetett eszmei díj: Összes kifizetett díj:

19.991.960,-Ft 26.383.000,-Ft 46.374.960,-Ft

30.879.650,-Ft 12.900.000,-Ft 43.779.650,-Ft

Terv. kivit. munka díja:

0,-Ft

0,-Ft


3. diagram: ISD Dunaferr Zrt.-ben benyújtott újítási javaslatok megoszlása A diagramból jól látható, hogy 2015-ben a Szállítóműnél és az Acélműnél, a Hideghengerműnél csökkent, a Nagyolvasztóműnél és az Ügyvezetésnél nőtt a benyújtott újítási javaslatok száma. A társaságcsoport két másik vállalatánál 2015-ben a benyújtott újítási javaslatok számának csökkenése ellenére az elfogadott és a hasznosított újítási javaslatok száma

43

növekedett a 2014-es évhez képest, melyet a 4. diagram szemléltet. A két Kft.-nél 2015-ben hasznosított és díjazott jelentősebb újítások az ISD Kokszoló Kft.-nél hasznosított „Öntvény rostatárcsa kiváltása ötvözött lemez alapanyagból” tárgyú újítás 13,1 M Ft/év megtakarítást eredményezett. Az újítóknak kalkulált díjként 1 M Ft lett kifizetve. Az ISD Power Kft.-nél hasznosított „50 tonna/órás kazánok felülethűtő csappantyúinak felújítása” tárgyú újítás kidolgozója a megoldásért 660 E Ft újítási díjat vehetett fel, és az ISD Power Kft.-nél hasznosított „IX-es kazán kamragáz égőinek konstrukciós módosítása” tárgyú újítás szerzőjének 500 E Ft újítási díjat fizetett a társaság. A 2015. december 31-ei állapot szerint az Újítási Iroda nyilvántartása alapján a társaságcsoport egészénél a korábbi évekből, évtizedekből származó elfogadott, de még nem kivitelezett újítások száma érdemben csak kissé változott. A jogfenntartással lezárt újításokat is beleszámítva a függőben lévő ügyek száma 582. Összességében elmondható, hogy az ISD Dunaferr társaságcsoport 2015. évi újítási tevékenység sikeres volt, de tovább kell ösztönözni a dolgozók újítási kedvét, hiszen a kalkulált újítások hasznosítása tíz év alatt 4 Mrd Ft meg-

4. diagram: ISD Kokszoló Kft. és az ISD Power Kft. újítási adatai, 2014-2015 takarítást hozott a cégnek. Ergo, az újítási tevékenységből származó haszonból 10 év alatt egy kohó átépítés, vagy más nagy beruházás finanszírozása is megvalósulhat.

Pályázati felhívás Az ISD Dunaferr Zártkörűen Működő Részvénytársaság — ISD Dunaferr Zrt. — és társaságai által alapított Dunaferr Alkotói Alapítvány Kuratóriuma az alapító okirattal összhangban bevezette a „DUNAFERR TANÁCSOSA”, illetve a „DUNAFERR FŐTANÁCSOSA” cím adományozását. A Tanácsos és Főtanácsos cím adományozásának célja: • Az ISD Dunaferr Zrt. és az általa alapított, vagy részvételével működő gazdasági társaságoknál, illetve vele együttműködésben lévő szervezeteknél, a Dunaferr érdekében végzett kiemelkedő — műszaki, gazdasági, humán — alkotó munka, tudományos tevékenység erkölcsi elismerése, valamint • a Dunaferr Vállalatcsoport műszaki tudományos kultúrájának és progresszív értékeinek fokozottabb közvetítése, kivetítése itthon és külföldön. A Tanácsos és Főtanácsos cím odaítélésének feltételei: • A Tanácsos, illetve Főtanácsos cím a személyükben, szakmai felkészültségükben, teljesítményükben és tapasztalatukban kiemelkedő szakemberek részére adományozható. • Az elismerésben azok az ISD Dunaferr Zrt. valamint az általa alapított, és részvételével működő gazdasági társaságokkal munkaviszonyban álló, vagy e cégekkel korábban munkaviszonyban állt, illetve vele együttműködésben lévő szervezeteknél dolgozó szakemberek részesülhetnek, akiket a Kuratórium munkájuk, tevékenységük alapján arra méltónak tart. A címet a Kuratórium visszavonhatja. A Dunaferr Tanácsosa, illetve a Dunaferr Főtanácsosa címet elnyerők erkölcsi elismerése: Az alapítvány Kuratóriuma a Tanácsosi és Főtanácsosi címet elnyerők részére: OKLEVELET, ÉRMET ÉS JELVÉNYT ADOMÁNYOZ és a címek viselésére jogosultak kompetenciáját és szakmai tevékenységét közzé teszi. A cím elnyerésére, a Dunaferr Alkotói Alapítvány Kuratóriuma felé pályázatot nyújthatnak be: • Az ISD Dunaferr Zrt. és az általa alapított, vagy részvételével működő vállalatok dolgozói, illetve nyugdíjasai és • a fenti vállalatok szervezeteinek vezetői, dolgozóik vagy nyugdíjasaik részére, valamint a vállalatcsoporttal tartósan együttműködő külső szakemberek részére, akiknek a munkája jelentős, kiemelkedő volt a Dunaferr Vállalatcsoport számára.

44

A Dunaferr Alkotói Alapítvány Kuratóriuma — a beérkező pályázatok, illetve javaslatok elbírálása után – évente egy alkalommal maximum 5 fő részére adományoz: „DUNAFERR TANÁCSOSA”, illetve „DUNAFERR FŐTANÁCSOSA” címet. A pályázatot az alábbi szempontok alapján kell benyújtani, legfeljebb 5 oldal terjedelemben: • a pályázó vagy javasolt személyi adatai, munkahelye, beosztása • életútja, a szakmai munkájának jellemzői • műszaki-gazdasági-humán szakmai közéletben végzett tevékenysége • eddigi szakmai elismerése • találmánya, újításai, innovációs tevékenysége és • publikációs tevékenysége stb. A Dunaferr Tanácsosok és Főtanácsosok testületének működése: • A Tanácsos és Főtanácsos címet elnyertek testületet alapíthatnak. • Az alapítvány kuratóriuma az alapítók szándékát szem előtt tartva, folyamatos műszaki-tudományos együttműködést kezdeményez a tanácsosok csoportja, testülete és az alapítók között, elsősorban a tanácsosok véleményének hasznosítása érdekében. • A tudományos és gyakorlati kérdésekben való bármilyen formájú együttműködést az alapítók és a tanácsosok egyaránt kezdeményezhetnek. • Az „Alkotói Nívódíj”, és a „Dunaferr Szakmai Publikációs Nívódíj” pályázatok szakértői értékelése. A kuratórium döntési munkájának elősegítése érdekében az „Alkotói Nívódíj” és a „Dunaferr Szakmai Publikációért Nívódíj” pályázatainak értékelésénél igénybe veszi a tanácsosok szakértelmét. Határidők: A pályázatok beadásának határideje: 2016. május 1. Pályázatok értékelése, díjak átadása: 2016. június 30. A pályázatokat, ajánlott levélben az alábbi címre kérjük beküldeni: Dunaferr Alkotói Alapítvány, 2401 Dunaújváros Pf.: 110 A pályázattal kapcsolatosan részletes felvilágosítást Jakab Sándor, az Alapítvány Kuratórium titkára ad. Telefonszám: 06 (25) 581-303, 06 (30) 520-5760, e-mail cím: [email protected]. Az Alapítvány Kuratóriuma


ISD DUNAFERR. LIV. évfolyam 1. szám (180) Kézirat lezárva: február TARTALOM MÛSZAKI GAZDASÁGI KÖZLEMÉNYEK

Recommend Documents