Proces AOD (argonowo-tlenowe odwęglania stali, Argon-Oxygen Decarburisation) służy do uzyskiwania stali i staliw nierdzewnych i kwasoodpornych o bardzo niskiej zawartości węgla i siarki oraz zawartości 16-20% chromu. Polega na przedmuchiwaniu ciekłego metalu mieszaniną tlenu i argonu. Tlen odwęgla kąpiel, a argon miesza ją. Wsad do tego procesu zawiera zazwyczaj 0,7-2,5% węgla i 18% chromu, a przygotowuje się go najczęściej w piecu łukowym. Jednak ta metoda jest na tyle efektywna, że można do niej stosować nawet wysokowęglowy i wysokochromowy złom. AOD należy do tzw. metod pozapiecowej obróbki stali, ponieważ przeprowadza się go po spuście metalu, w zewnętrznym konwertorze.
Opis procesu Proces AOD przebiega w czterech etapach: odwęglanie redukcja odsiarczanie wykańczanie staliMariusz Holtzer „Procesy metalurgiczne i odlewnicze stopów żelaza. Podstawy fizykochemiczne” Wydawnictwo Naukowe PWN, str. 491-493 Początkowo mieszanina gazów jest bardzo bogata w tlen (stosunek tlenu do argonu wynosi 1:3), później udział tlenu zmniejsza się do proporcji 1:1, a w końcu 1:2Ireneusz Telejko „Wytapianie odlewniczych stopów metali” Stowarzyszenie Techniczne Odlewników Polskich Odlewnicza Izba Gospodarcza, str. 61-66 lub nawet 1:3D. C. Hilty, Thomas F. Kaveney „Electric Furnance Steelmaking”, rozdz. 13 „Stainless steel making”. Węgiel i krzem utleniają się, a dzięki silnemu mieszaniu się kąpieli usuwany jest też azot i wodór. Zanieczyszczenia przechodzą z pęcherzykami argonu do żużla. Etap odwęglania trwa aż do uzyskania oczekiwanego stężenia węgla.
Podczas etapu redukcji odzyskuje się chrom i mangan, które wcześniej przeszły do żużla razem ze szkodliwymi tlenkami. W tym celu wprowadza się tzw. mieszaninę redukującą (zwykle FeSi i SiCr), a następnie kąpiel przedmuchuje się argonem. Czasem dodaje się też wtedy wapno palone, co pozwala uzyskać odpowiednią zasadowość żużla (a to pomaga podczas odsiarczania). Podczas redukcji odzyskuje się 97-99% chromu i ok. 93% manganu.
Odsiarczanie polega na wprowadzeniu: krzemianu żelaza, krzemianu wapnia, wapna i przedmuchiwaniu kąpieli argonem. Jeśli zawartość siarki w metalu ma wynosić poniżej 0,01%, przed rozpoczęciem odsiarczania ściąga się powstały w poprzednim etapie żużel; w przeciwnym razie nie jest to konieczne.
Wykańczanie polega na wprowadzenia do ciekłej stali odpowiednich żelazostopów, dzięki czemu uzyskuje się pożądaną temperaturę spustu i uzupełnia zawartość składników stali. Jeśli temperatura kąpieli jest za wysoka, dodaje się do niej złom stalowy. Jednocześnie ciekły metal jest cały czas przedmuchiwana argonem.
Wymagania wobec konwertora AOD Kadź do procesu AOD powinna mieć: dużą wolną przestrzeń nad kąpielą, ponieważ podczas świeżenia objętość cieczy wzrasta zasadową wymurówkę mechanizm do przechylania na czas przyjmowania ciekłego metalu, wprowadzania żużla i dodatków stopowych oraz spustu w dolnej części dysze do wprowadzania gazów„Poradnik Odlewnika”, T. 1 „Materiały”, str. 366-367
Zalety procesu AOD możliwość uzyskania stali o bardzo niskiej zawartości węgla (0,01-0,03%), siarki (nawet 0,001-0,005%), tlenu, wodoru i azotu bardzo mała ilość wtrąceń niemetalicznych równomierny skład chemiczny i temperatura stopu (dzięki intensywnemu mieszaniu argonem)Mariusz Holtzer „Procesy metalurgiczne i odlewnicze stopów żelaza. Podstawy fizykochemiczne” Wydawnictwo Naukowe PWN, str. 493
Przypisy
Kategoria:Hutnictwo Kategoria:Obróbka cieplna metali