Studii şi cercetări privind oţelurile microaliate obţinute în instalaţia de retopire cu arc în vid

VI. OBŢINEREA OȚELURILOR MICROALIATE ÎN INSTALAȚIA DE RETOPIRE CU ARC ÎN VID RAV

Programul de experimentări a pornit de la o compoziţie prestabilită de oţel microaliat, marca Saarstahl – 38MnVS6 (38MnSiVS5), oţel utilizat pentru producerea unor componente pentru industria auto precum: arbori cotiţi, rulmenţi, axe, butuci, capete piston etc. Compoziţia chimică a oţelului microaliat 38MnVS6 este prezentată în tabelul 6.1.

Tabelul 6.1. Compoziţia chimică a oţelului 38MnVS6

Element	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	V	N
Domeniu compoziţional	0,34 -0,41	0,15 – 0,80	1,20 – 1,60	< 0,025	0,02 – 0,06	< 0,30	< 0,08	0,08 – 0,20	0,01 – 0,02

Pentru elaborarea oţelurilor microaliate se utilizează încărcătură curată, de bună calitate, săracă în fosfor şi sulf, datorită faptului că în nici una din cele două instalaţii de elaborare RAV şi CIV nu se pot efectua operaţiile de defosforare şi desulfurare. Încărcătura metalică se compune din materiale de puritate avansată, fier tip ARMCO (MK3), Cr metalic, Mn metalic, Siliciu metalic, Vanadiu metallic, burete Titan, FeroNiobiu grafit, etc.

Compoziţiile chimice ale materialelor utilizate pentru compunerea încărcăturii metalice sunt prezentate în cele ce urmează:

• 
  Fier tip ARMCO (oţel extramoale MK3): C = 0.02%; Si = 0.04%; Mn = 0.21%; S = 0.02%; P = 0.015%; Ni = 0.2%; Cr = 0.15%; Mo = 0.07%; Cu = 0.14%; Al = 0.12%; Fe = rest %.
  
• 
  Grafit (cocs) metalurgic: C = 99,5 %; cenuşă = 0,5%;
  
• 
  Siliciu metalic: Si_min. = 99,5%;
  
• 
  Mangan metalic: Mn_min.= 99,2%; C_max. = 0,01%; Si_max. = 0,04%; P_max. = 0,01%; S_max. = 0,01%;
  
• 
  Crom metalic: Cr_min. = 99,5%;
  
• 
  Vanadiu metalic: V_min. = 99,5%;
  
• 
  Burete Titan: Ti_min. = 99%;
  
• 
  FeroNiobiu – Brazilia, cod FENB 6234: Nb = 65,6%; Ta = 0,08%; Al = 1,2%; Si = 0,9%; C = 0,08%; P = 0,11%; S = 0,01%
  

6.1. COMPUNEREA ÎNCĂRCĂTURII METALICE

Pentru calculul încărcăturii metalice (dozarea încărcăturii) s-a ţinut cont de gradele teoretice de asimilare a elementelor în topitură şi de eventualele pierderi prin vaporizare în timpul derulării procesului metalurgic în vid sau în atmosferă controlată de argon. Astfel, pentru compunerea şarjelor s-au luat în calcul următoarele arderi (pierderi) ale elementelor din baia metalică: (tab. 6.2.).

Tab. 6.2. Arderi (pierderi) ale elementelor din baia metalică

Arderi ale elementelor în baia metalică(%)
aC	aSi	aCr	aMn	aV	aNb
5	1	1	1	1	2

Estimarea arderilor a fost facută luându-se în consideraţie datele teoretice din literatura de specialitate, ca şi elemente practice (gradul de oxidare a materialelor încărcăturii metalice, caracteristicile elementelor prezente în încărcătură, poziţionarea lor în seria potenţialelor electrochimice, caracteristicile agregatelor de elaborare).

Compoziţiile chimice impuse pentru realizarea şarjelor experimentale sunt prezentate în tabelul 6.3, cu menţiunea că şarja standard ŞARJA 0 – C3/1- impus porneşte de la o compoziţie adoptată pentru oţelul microaliat, marca Saarstahl – 38MnVS6 (38MnSiVS5).

Tabelul 6.3. Compoziţii chimice impuse oţelurilor microaliate

Şarja	Compoziţia chimică, %
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	V	Nb	Fe
38MnVS6 ŞARJA 0 – C3/1- impus	0,38	0,68	1,5	≤0,025	≤0,03	≤0,3	≤0,08	0,14	0	rest
ŞARJA 1 C3/2- impus	0,38	0,68	1,5	≤0,025	≤0,03	≤0,3	≤0,08	0,14	0,12	rest
ŞARJA 2 ER- impus	0,38	0,68	1,5	≤0,025	≤0,03	≤0,3	≤0,08	0,14	0,17	rest
ŞARJA 3 C3/3- impus	0,38	0,68	1,5	≤0,025	≤0,03	≤0,3	≤0,08	0,14	0,20	rest
ŞARJA 4 S1-C3/2- impus	0,38	0,68	1,5	≤0,025	≤0,03	≤0,3	≤0,08	0,14	0,14	rest

Încărcătura utilizată pentru realizarea acestui prim lot experimental din oţeluri microaliate este prezentată în tabelul 6.4.

Calculul de încărcătură pentru şarjele din oţeluri microaliate este prezentat în tabelul 6.4, cu menţiunea că greutatea şarjelor S0(C3/1), S1(C3/2), S2(ER), S3(C3/3) este de 33 g, iar pentru şarja S4(S1-C3/3) este de 165 g.
Tabelul 6.4. Calculul de încărcătură pentru lotul experimental RAV

Şarja	Material, g							Greu- tate, g
	Fier ARMCO (MK3)	Grafit	Siliciu metalic	Mn metalic	Cr metalic	V metalic	FeNb (65% Nb)
ŞARJA 0 – C3/1	31,965	0,133	0,23	0,5	0,132	0,04	-	33
ŞARJA 1 C3/2	31,913	0,133	0,23	0,5	0,132	0,04	0,052	33
ŞARJA 2 ER	31,886	0,133	0,23	0,5	0,132	0,04	0,079	33
ŞARJA 3 C3/3	31,870	0,133	0,23	0,5	0,132	0,04	0,095	33
ŞARJA 4 S1-C3/2	159,565	0,665	1,15	2,5	0,66	0,2	0,26	165

Este de menţionat faptul că încărcătura metalică este de foarte bună calitate, săracă în fosfor şi sulf, degresată şi pregătită mecanic (granulometric) corespunzător.