View
24
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
A DUNAFERR Zrt-nél gyártott acélolvadék tisztaságának vizsgálata csapolást követően. Takácsné Szabó Andrea*, Dr Pallósi József**. *DUNAFERR Zrt. Innovációs Menedzsment **Qualitest Lab. Anyagvizsgálati, Környezetvédelmi és Minőségügyi Kft. 3. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban szakmai szeminárium - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
A DUNAFERR Zrt-nél gyártott acélolvadék tisztaságának vizsgálata
csapolást követően
Takácsné Szabó Andrea*, Dr Pallósi József**
*DUNAFERR Zrt. Innovációs Menedzsment**Qualitest Lab. Anyagvizsgálati, Környezetvédelmi és Minőségügyi Kft.
3. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban szakmai szeminárium
Tengelic, 2006. június 1-2.
Az acélolvadék tisztaság vizsgálatának fontossága
Az alacsony oxid-, szulfid-, illetve komplex zárványtartalom
összefügg a korszerű acéltermék fogalmával. Egyes üstmetallurgiai
kezelések alkalmazásával elérhető az acél 60 ppm vagy az alatti
szennyező (S, P, O, N, H) tartalma. A jövőben az ultra tiszta acélok
elterjedésével ez a szám a felére csökken.
Az acél csapolását követően végzett üstmetallurgiai
kezelések célja a minőség javítása az acél tisztaságára vonatkozó
egyre szigorúbbá váló felhasználói igények kielégítése érdekében.
Az acélok zárványtartalmának csökkenésével egyre
nagyobb a jelentősége a különböző vizsgálati technikák
fejlesztésének.
Kísérleteink célja egy gyors és pontos acéltisztaság
vizsgáló módszer bevezetése, rutinszerű alkalmazási feltételeinek
megteremtése.
• A zárványok jellemzőinek pontosabb megismerésére a
konverteres acélgyártást követően a metallurgiai üstökbe csapolt
acélolvadékból vettünk próbadarabokat.
• Kísérleteink során a hagyományos metallográfiai vizsgálatok
(MMO, IA, SEM) eredményeit használjuk fel a PDA-OES módszer
validálásához.
• Az OES-PDA módszer bevezetését követően a gyártási folyamat
során kaphatunk információt a zárványok tulajdonságairól, ami a
gyártási paraméterek esetleges korrekciója szempontjából fontos.
Kísérletek, célkitűzések
• Makroszkópos vizsgálat (az esetleges durva hibák jellemzőinek
megismerésére),
• Röntgenfelvétel készítése (zárványok jellemző előfordulási
helyeinek feltérképezésére),
• Fémmikroszkópos vizsgálat számítógépes képelemzéssel
kiegészítve (a zárványok jellemző adatainak meghatározására),
• Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat kiegészítve
mikroszondás mérésekkel (az egyes zárványok vizsgálatára),
• Optikai emissziós spektrometria impulzus
magasságválogatásos eljárással (zárványvizsgálat a
hagyományos metallográfiai módszerek alkalmazása nélkül)
Vizsgálati rendszer
Mintavétel az acélfürdőből
• Az üstmetallurgiai állomáson különböző technológiai
állapotokban történt mintavétel automatikus mintavevő
szondával. A próbadarabok tisztaságának meghatározására
azok röntgenes vizsgálatát követően került sor.
A mintavevő szondáról és a a pasztilláról készült makroszkópos felvételek
A pasztilláról készített röntgenfelvétel
Metallográfiai módszerek jellemzői
• MMO (fémmikroszkópos vizsgálat)
hengerelt lemezmintákra alkalmazható összehasonlító
képsorozatok állnak rendelkezésünkre (pl.: DIN 50602:1985
szabványhoz tartozó képsorozat)
• IA (számítógépes képelemzés)
A zárványok alakjának, méretének és eloszlásának
meghatározására alkalmazható a fémmikroszkóphoz illesztett
Q500MV típusú képelemző szoftver. Öntött állapotú
próbadarabok vizsgálatára is használható.
Zárványvizsgálati eredmények-1
Al2O3 zárványfelhő öntött próbadarabban, N=100X
Zárványok jellemző területe az öntött próbadarabban
Számítógépes kép-elemzéssel határoztuk meg az acélfürdőből vett próbadarabokban előforduló zárványok jellemző méretét.
Zárványvizsgálati eredmények-2 A SEM-EDS (pásztázó elektronmikroszkópia és energiadiszperzív
röntgenspektrometria) vizsgálatokat az egyes zárványok kémiai
összetételének megismerésére alkalmaztuk.
Al2O3 zárványfelhő öntött próbadarabban,N=500X(A képen a zárványok EDS spektruma is látható)
elem tömeg%
Al 63,36
O 24,19
Fe 12,15
Zárványfelhő mikroszondás mérésének eredménye
→
Komplex zárvány jellemző alakja töretfelületen, illetve a pontbeli
kémiai összetétel meghatározásának (EDS mérés) eredménye
Zárványvizsgálati eredmények-3
Optikai emissziós spektrometria és impulzus magasságválogatásos eljárás (OES-PDA) jellemzői-1
• Hagyományos OES eljárás: a vizsgálandó minta atomjait
szikragerjesztés éri, melynek hatására a minta a kémiai
összetételére jellemző hullámhosszúságú fényt emittál.• Gerjesztési periódus: néhány ezer szikra gerjesztő hatása. • Az OES módszert kombinálva az impulzus magasságválogatásos
(PDA) eljárással korszerű, gyors vizsgáló módszerhez jutunk. • Ennek lényege, hogy a mintát 400 Hz frekvenciával szikráztatják és
minden egyes szikra után mérik a különböző csatornák jeleinek (a
különböző elemek által adott jelek) nagyságát.
• OES-PDA eljárás esetén a különböző elemek által adott jelek
vizsgálata külön-külön történik, így lehetőség van a közöttük
lévő kapcsolat (korreláció) felderítésére.
• Az eljárás során alkalmazható speciális program (SparkDAT)
segítségével lehetőség nyílik akár a komplex zárványok kémiai
összetételének pontos és gyors megismerésére.
• Különböző algoritmusok alkalmazása lehetővé teszi a
zárványok számának, méretének és térbeli eloszlásának
megismerését.
Optikai emissziós spektrometria és impulzus magasságválogatásos eljárás (OES-PDA) jellemzői-2
ARL 4460 típusú optikai emissziós spektrométer
Zárványvizsgálat OES-PDA módszerrel-1
Az alumínium illetve az oxigén csatornán egyidejűleg kapott jelek
A különböző elemek
csatornáin kapott
jelek közötti kor-
reláció mutatja a
zárványok jelenlétét.
A diagramok y
tengelye az egyes
szikrák esetében
kapott intenzitás
nagyságát mutatja az
adott elemre
vonatkozóan. Az x
tengelyen a szikrák
száma látható.
Zárványvizsgálat OES-PDA módszerrel-2
Mennyiségi
meghatározás:
valamely szikra elosz-
lásából szerkeszthető
zárványossági diag-
ram
Következtetések, további célok
•Az OES-PDA módszer alkalmazásával pontosan meg lehet határozni
az acélfürdőből vett minta zárványosságát. A módszer gyorsasága
lehetőséget ad arra, hogy a kapott tisztasági értékek ismeretében az
üstmetallurgiai kezelés paramétereit pontosítsák, növelve ezzel az
esélyt a tisztább acéltermékek előállítására.
•A hagyományos metallográfiai módszerekkel kombinálva az OES-
PDA eljárást, komplex zárványvizsgálati rendszer állítható fel. A
vizsgálati eredményekből levonható következések segítségével az
egyes üstmetallurgiai kezelések hatékonysága meghatározható.
•Az elvégzett kísérletek ismeretében pontosítjuk a vizsgálatok
paramétereit (előkészítési lépések OES-PDA vizsgálathoz,
számítógépes képelemzéshez készített makroprogram egyes
lépéseinek finomítása).
Köszönjük a figyelmet!
Recommended