A bucavasgyártástól a szekunder metallurgiáig

A bucavasgyártáskor széljárta hegyoldalakban kialakított üregekben, faszén és gyepvasérc adagolásával, az 1. ábrán látható módon állítottak elő „acélt”. E technológia érdekessége, hogy egyes afrikai törzsek még ma is alkalmazzák. A kapott végtermék a berendezés alján összeállt, néhány kilogrammnyi acél-salak keverék. Több kemencényi adag összekovácsolásával jutottak el egy adott használati eszközhöz szükséges anyagmennyiséghez. Az összekovácsolás másik fontos feladata volt, hogy a fölösleges salak minél nagyobb részét is eltávolítsák a végtermékből.

Ezek után a termelékenység fokozása érdekében elkezdték a befúvatott levegő mennyiségét növelni, és akkori ismeretek szerint valami megmagyarázhatatlan dolog történt, az addigi jól megmunkálható termék helyett egy rideg, törékeny anyagot kaptak. Hogy e jelenség széles körben ismert, jól példázza az egyes nyelveken használatos megnevezés is: angolul pig iron, németül: Dreckeisen, oroszul: svinyica csuguna. Angolul és oroszul „disznó” vasként fordítható, németül viszont problémásabb a dolog, merthogy egy színvonalas szaklapban nem illik csúnya szavakat használni, ezért a fordítás úgy írható körül, hogy a szarvas, mint állat jelzős szerkezete, azaz különírt változata.
A mai szakmai ismereteink szerint sikerült felfedezni a nyersvasgyártást. Az előbbiekben leírtak miatt a XVIII. századra nem véletlen, hogy kettévált a nyersvas- és acélgyártás. A bucakemencéből kifejlődött a nagyolvasztó, mely több 10 m magas aknás kemence, a kapott termék a kb. 4% karbontartalmú folyékony nyersvas. Az évek folyamán a nyersvasgyártás berendezése nem sokat változott, az acélgyártó berendezéseknek viszont számos változata terjedt el. A sorozatunk első részében már ismertetett Bessemer-, Thomas-, Siemens–Martin-, LD-, ívfényes elektroeljárások közül az LD és ívfényes elektro-acélgyártás maradt piacképes, és ezen eljárások különböző változataival gyártunk a mai napig acélt.
Az 1960–70-es évekre a termelékenységnövelés és minőségjavítás érdekében újabb változást figyelhettünk meg. A változás lényege jól modellezhető egy háziasszonyos példával: váratlan vendégek érkeznek, akik ráadásul még azt is közlik, hogy nagyon éhesek, és kedvencük a húsleves. A háziasszony a legerősebb lángot választja a gáztűzhelyen, és a szükséges hozzávalókkal felteszi főni a levest.  A cél minél előbb elérni a megfelelő hőmérsékletet, ezek után kis lángra állítva megtörténik a finombeállítás. Az acélgyártásnál is hasonló a helyzet, szükségünk van egy beolvasztó gép funkcióval rendelkező LD-konverterre, vagy az ívfényes elektrokemence UHP vagy SHP változatára, a minél gyorsabb beolvadás érdekében. Az acélgyártásnál ezek után a primer gyártóberendezésből kicsapolják az acélt, és a finombeállítást az üstben végzik el. Az üstbe való átöntés a termelékenység növelését is segíti, mivel kicsapolás után rögtön kezdődhet a következő adag gyártása.
Az eddigiek alapján megállapítható, hogy napjainkra már az acélgyártási technológia is kettévált, első lépésben egy beolvasztó gép funkciót betöltő, primer berendezésben megtörténik a rendkívül gyors megolvasztás, majd az üstben kerül sor a finombeállítást szolgáló szekunder metallurgiai műveletekre.
A síngyártás technológiai berendezései, néhány kisebb eltérést leszámítva, megegyeznek a normál technológiánál alkalmazott gépekkel, így a továbbiakban a szokásos berendezéseket ismertetem, külön felhíva a figyelmet a síngyártás sajátosságaira.

Primer acélgyártó berendezések

A gyors beolvadást segítő berendezések közül az LD-konvertereknél csak kisebb változások történtek, mivel az LD-konverterek adagideje – elsősorban a nagyrészt folyékony nyersvas betét miatt – kb. 1 óra (csapolástól csapolásig eltelt idő), és a folyamatos öntés ideje is az 1 órát közelíti, így műszakilag nem indokolt az adagidő további csökkentése. Az LD-konvertereknél inkább a minőségjavítás érdekében történtek a 2. ábrán látható technológiai változások, mint az alsó inert gázöblítés és a szublándzsa alkalmazása. Az alsó gázátöblítés homogénebbé teszi a folyékony acélfürdőt. Szublándzsa alkalmazásával lehetőségünk van a fúvatás befejezése előtt néhány perccel hőmérsékletre és vegyi összetételre próbát venni, és ezzel a fúvatás végső paraméterei nagy pontossággal meghatározhatók.

A 100%-ban szilárd, acélhulladék-betéttel dolgozó ívfényes elektro-acélgyártásnál a beolvadási idő csökkentésére, az elektromos energiával bevitt, kb. 50-100 MW-os teljesítményt tovább növelték földgáz-oxigén, olaj-oxigén égők alkalmazásával, valamint nagy tisztaságú oxigén befúvatásával. A megvalósítás elvi rajza a 3. ábrán látható. A lényeg abban áll, hogy az elektródák ívfénye által kevésbé melegített részekre az előbbiekben említett földgáz-, illetve olajégőkkel történik a fűtési energia bevitele, ezzel is segítve a gyorsabb és egyenletesebb beolvadást. Az UHP- és SHP-kemencék adagideje kb. 2 óra.