„Acélgyártás” változatai közötti eltérés

[ellenőrzött változat][ellenőrzött változat]
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Voxfax (vitalap | szerkesztései)
belső hivatkozások
aNincs szerkesztési összefoglaló
8. sor:
Az acélgyártás története azonos a vasgyártás történetével. Az első használatos vastárgyak feltehetőleg [[Vasmeteorit|meteoritvasból]] készültek, arról azonban nincs pontos információnk, mikor és hogyan kezdték a vas kinyerését érceiből. Tény, hogy a vas megjelenése az emberi kultúrában ([[vaskor]]) az emberiség technikai fejlődése szempontjából meghatározó fontosságú.
 
Az első vaskohók még csak kis gödrök voltak, a vasércet [[faszén]]nel izzították. A szén redukálta a vasércet, azaz eltávolította [[oxigén]]tartalmát. A gödrök azután nagyobbak lettek, agyagbélést kaptak, a tűz táplálásáról természetes huzattal gondoskodtak. A gyártott termék alig olvadt meg, a viszonylag kis [[hőmérséklet]] miatt a szén alig ötvözte a vasat. Az eljárás során az ércből salakkal szennyezett acélszerű terméket kaptak. A salakot [[kovácsolás]]sal távolították el, az anyagot ezután acélként fel lehetett használni. A fejlődés eredményeként a kemencék tovább nőttek, és már bőrtömlős levegőbefúvásról is gondoskodtak. Ezek voltak a ''bucakemencék'', amiket évszázadokon át használtak.{{refhely|Remport Zoltán 1995|12. oldal}} A [[nagyolvasztó]]k és a [[Vízkerék|vízkerekes]] fújtatás megjelenésével a kohókban elérhető hőmérséklet is magasabbnagyobb lett, az adag teljes egészében megolvadt és jobban ötvöződött karbonnal (a kohászok szóhasználatában ez a szén neve). Emiatt a kapott termék rideg, kovácsolhatatlan lett. Innen ered a nyersvas angol neve: ''pig iron'', orosz neve: ''csugunnaja szvinyka'', mindkettő magyar megfelelője: ''disznóvas''.{{refhely|Sziklavári János}} Acélt ezután más módszerekkel kellett gyártani.
[[Fájl:Bessemer converter.jpg|bélyegkép|Bessemer-konverter egykorú rajza]]
[[Fájl:Siemensmartin12nb.jpg|bélyegkép|Siemens-Martin-kemence egykorú rajza. Fent látható a teknő alakú kemence, alul a levegő és a fűtőgáz előmelegítésére való regenerátorok]]
Az első ilyen eljárás a [[frisstűzi acélgyártás]] volt. A nyersvas kísérő elemeit faszénnel fűtött kemencében, oxigénben dús atmoszférában égették ki. A módszer évszázadokig használatos volt, például [[Svédország]]ban még a [[20. század]] elején is állítottak elő acélt ezzel a módszerrel. Fontos megjegyezni, hogy az eddigi acélgyártási eljárások esetén az acél nem folyékony állapotban jelent meg, ellentétben az ezt követő, új módszerekkel. Ezért a korábbi eljárással készült acélt ''forrasztott acélnak'', míg az újabb eljárások szerintit ''folytacélnak'' nevezték.{{refhely|Sziklavári János}}{{refhely|Óvári Antal 1985|273. oldal}}
A [[tégelyacélgyártás]]t 1740-ben találta fel [[Benjamin Huntsman]]{{wd|Q2553963}}. A nyersvasat fedett tégelyben olvasztották, a szükséges hőmennyiséget faszén-, koksz-, később gáztüzeléssel biztosították. Ezzel a módszerrel kezdődött az ötvözött acélok gyártása.{{refhely|Sziklavári János}}{{refhely|Óvári Antal 1985|273–274. oldal}}
 
A [[kavaró acélgyártás]]i eljárást [[Henry Cort]] szabadalmaztatta, 1784-ben. Lángkemencét használtak, az olvadt nyersvas csak a kőszén elégetéséből származó, oxigénben dús füstgázzal érintkezett. A folyékony fürdőt hosszú vasrudakkal kavargatták (innen a név), hogy mindig újabb rész érintkezzen a füstgázzal. Az eljárást a ''szélfrissítéses'' (''Bessemer''- és ''Thomas''-konverteres) és a ''Siemens-Martin-eljárás'' szorította ki a [[19. század]] közepén.{{refhely|Óvári Antal 1985|274. oldal}}
 
A [[Bessemer-acélgyártás|Bessemer-féle szélfrissítéses eljárást]] 1855-ben szabadalmaztatta [[Henry Bessemer]]. A módszer lényege az, hogy a folyékony nyersvasat egy körteformájú konverterbe öntik, és a nyersvasrétegen alulról levegőt fújtatnak át. A levegő oxigénjének hatására kiég a szén, a szilícium és a mangán. Előnye, hogy nem igényel külön tüzelőanyagot (a folyamatok hőtermelők) és igen nagy a termelékenysége.{{refhely|Óvári Antal 1985|274–275. oldal}}
31. sor:
Az [[Árpád-ház]]i uralkodók átlátták a vasipar fontosságát, ezért külföldről is hívtak be bányászokat és kohászokat. [[II. András magyar király|II. András]] például [[Torockó]]ra telepített stájer munkásokat. Ők fejlesztették ki a Torockó-vidék híres vasiparát. A királyi vasműveseken kívül minden nagyobb uradalom is tartott fenn vasműhelyeket. Többnyire saját szükségleteiket elégítették ki, de a jobb érccel és erdőséggel rendelkező uradalmak eladásra is termeltek.{{refhely|Sziklavári János}}
 
A bucakemencék fúvatásának vízi erővel való meghajtása hazánkban az [[1320-as évek]] körül kezdett elterjedni. Ennek következtében a termelékenység annyira megnőtt, hogy a vas és vastermékek exportjára is sor kerülhetett – elsősorban a [[Felvidék]]ről. Egy 1362-es dokumentum azt írja, hogy „a danzigi piacon a legkeresettebb vas a svéd, a magyar és a spanyol volt”. Arról is van feljegyzés, hogy az [[1380-as évek]]benévekben a [[Balti-tenger]] kikötőiből jelentős mennyiségű magyar vasat szállítottak [[Anglia|Angliába]].{{refhely|Sziklavári János}}
 
A [[Rákóczi-szabadságharc]] idején a hadfelszerelések gyártásához szükségessé vált a vasgyártás bővítése. Ezért a Felvidéken és [[Erdély]]ben építettek olvasztókat, frisstüzeket, hámorokat (kovácsüzemeket). A [[18. század]] második felében (1772-ben) [[Fazola Henrik]] egri lakatosmester a Garadna völgyében telepített olvasztót. Ettől az időponttól számítják a hazai iparosodás megindulását. A Selmecbányán 1735-ben alapított [[Selmeci Akadémia|Bányatisztképző Iskola]], később Bányászati és Erdészeti Főiskola sorra bocsátotta ki a képzett bányászati-kohászati szakembereket, akik komoly szerepet játszottak a kohászat fejlesztésében.{{refhely|Remport Zoltán 1995|288. oldal}} A főiskola híres tanára, [[Kerpely Antal (kohómérnök, 1837–1907)|Kerpely Antal]] már joggal írhatta le, hogy „…a vasipar Magyarországon a legfontosabb közgazdasági tényezők egyike”.{{refhely|Sziklavári János}}
 
A 19. században az iparfejlesztés nagyja [[Széchenyi István]], aki – többek között – a [[Széchenyi lánchíd|Lánchíd]] felépítésével, a hajógyártás és a gőzhajózás beindításával a kohászati fejlesztéseknek is lökést adott. Érdekesség, hogy már Széchenyi is felvetette egy Duna-menti vasmű felépítésének gondolatát, de ez csak az [[1950-es évek]]benévekben valósult meg ([[Dunai Vasmű]]). A hazai vaskohászat fejlődésének nyomán 1845-ben megépült az [[Ózdi Kohászati Üzemek|ózdi vasfinomító]] kavarókemencékkel, hengerművel, ami több felvidéki kohó nyersvasát is feldolgozta. A kohóüzemek telepítése gyors ütemben folytatódott. 1855-ben [[Resicabánya|Resicán]] kohókat, 1866-ban Bessemer-konvertereket, tíz év múlva pedig Siemens-Martin-kemencéket telepítettek. [[Diósgyőr]]ben 1868-ban alapítottak vasgyárat (nagyolvasztó, öntöde, kavarókemencék és sínhengerde). 1879-ben Siemens-Martin-acélművet, 1880-ban pedig Bessemer-acélművet telepítettek. A következő nagyobb kohászati komplexum a Rimamurány-Salgótarjáni Vasmű volt, amelyami 1881-ben több kisebb vaskohó és vasfinomító egyesítésével jött létre. Az [[ózd]]i gyárban 1895-től nyersvasat és martinacélt gyártottak.{{refhely|Óvári Antal 1985|275–276. oldal}}
 
Az [[első világháború]] megszakította a kohászat fejlődését is. A vas- és acéltermelés – szoros összefüggésben a [[Trianoni békeszerződés|trianoni diktátummal]] – a felére esett vissza. Magyarország a korábbi állapottal szemben hirtelen nyersanyagszegény ország lett, a kohászati nyersanyagforrások 70%-a az új határokon kívülre került. A meghagyott üzemek termelési szintje csak 1929-re lépte túl ezek 1913-as szintjét. A beindult fejlődést azonban az [[1930-as évek]] elejének gazdasági világválsága visszafogta, de kormányzati intézkedések – az export támogatása – nyomán a termelés újra fokozódott. Ez beruházásokkal is járt: [[Csepel]]en korszerűsítették a martinacél-gyártást, új elektrokemencét állítottak üzembe. Ózdon is hasonló fejlesztéseket hajtottak végre. Diósgyőrben új elektrokemencét és nagyolvasztót építettek.{{refhely|Vorsatz Brunó}}
 
A [[második világháború]]s készülődések közepette a kormányzat új vasmű építését határozta el a Duna mellé, [[Mohács]] térségébe, de a háborús cselekmények miatt ezt későbbre halasztották. A vaskohászati termelés 1943-ban érte el a háborús csúcsértéket, a termelés rendje csak 1944 őszén bomlott fel. Ráadásul a diósgyőri gyárat bombatámadás érte, a termelés emiatt itt erősen visszaesett.{{refhely|Vorsatz Brunó}}
43. sor:
A háború után a vaskohászat termelése 1948-ban érte el az 1938. évi szintet. Az újjáépítés egyébként is fokozta a kohászati ipar termékei iránti igényt, de a kormányzati intézkedések is súlyt fektettek az iparág fejlesztésére. Minden meglévő gyárban fejlesztések történtek, és megszületett a végleges elhatározás a Dunai (akkor [[Joszif Visszarionovics Sztálin|Sztálin]]-) Vasmű megépítésére. Építése 1950-ben kezdődött, a teljes vertikum kiépítése 1965-ben fejeződött be. A metallurgiai részhez nagyolvasztó és Siemens-Martin-kemencék épültek.{{refhely|Vorsatz Brunó}} A kohászati ipar mérnökigényének biztosítására [[Miskolc]]on létrehozták a [[Miskolci Egyetem|Nehézipari Műszaki Egyetemet]] (a Miskolcra költöztetett [[sopron]]i Bánya- és Kohómérnöki karból és az újonnan kialakított Gépészmérnöki karból).
 
A vaskohászatra a következő évtizedekben a mennyiségi fejlesztés volt a jellemző, a minőségi szempontok némileg háttérbe szorultak. Ez a tendencia az anyagi források hiánya, az ipar és a [[Kölcsönös Gazdasági Segítség Tanácsa|KGST]]-piac igénytelensége miatt egészen az [[1980-as évek]] végéig tartott, és okozta később – részben – az iparág válságjelenségeit. Az 1960–[[19701960–1970-es évek]]benévekben az itthoni nyersanyag- és energiaárak a világpiaci árakhoz viszonyítva alacsonyak voltak, ezért a hazai üzemek alacsony technikai színvonal mellett is olcsón termeltek, így gazdaságosan exportálhatták termékeiket. Ez fejlesztésre, kapacitásbővítésre késztette a kohászati üzemeket. A világpiaci árak változása miatt azonban az export gazdaságtalanná vált, így a kapacitások kihasználatlanok maradtak. Elkerülhetetlenné vált a minőség felé tett technológiai váltás, amire 1980-tól került sor. [[Dunaújváros]]ban konverterek, [[Diósgyőr-Vasgyár|Diósgyőrben]] konverter és elektrokemence épült, de a gazdaságtalanabb martinacél-termelés még mindig számottevő maradt. Előremutató intézkedések révén a folyamatos öntés lehetőségeinek megteremtésével kiváltották a blokkhengerlést, Dunaújvárosban, Diósgyőrben, Ózdon és Csepelen bevezették az üstmetallurgiai módszereket (a lecsapolt acélt az üstben ötvözik).{{refhely|Vorsatz Brunó}}
 
A [[rendszerváltásRendszerváltás Magyarországon|rendszerváltás]] utáni évek a kohászati vállalatok tulajdonosi viszonyainak gyors és gyakran követhetetlen változásainak időszaka volt. Az új tulajdonosok gyakran koncepció nélkül, pillanatnyi érdekeik szerint vezették a gyárat. Az [[1990-es évek]]benévekben megszűnt a nyersvasgyártás Ózdon és Diósgyőrben (nagyolvasztó már csak Dunaújvárosban üzemel), és lebontották a Siemens-Martin-kemencéket is. Ózdon miniacélmű létesült, az utolsó években – a diósgyőri kohászat megszűnéséig – Diósgyőrben acélt pedig már csak elektrokemencében gyártottak.
 
== Metallurgiai folyamatok ==
54. sor:
A gázfázis és a fürdő intenzív érintkezése a konverteres eljárásokra jellemző. A lejátszódó oxidációs folyamat (<math>\mathrm{2\ Fe + O_2 \rarr 5\ FeO}</math>) révén vasoxid keletkezik, ez fogja oxidálni a fürdőben lévő oxidálható elemeket. Ehhez képest a salakrétegen át történő oxigénfelvétel bonyolultabb, többlépcsős folyamat.
 
A szén oxidációja is több módon megy végbe: a vasban oldott oxigénnel., a salakban lévő vasoxiddalFeO-val és a gázfázis oxigéntartalmával. A szenet elsősorban az acélban oldott oxigén oxidálja. A szilícium és a mangán oxigénaffinitása erős, ezért gyorsan oxidálódnak. A képződő SiO<sub>2</sub>, ill.illetve MnO a salakba kerül. A foszfor gyorsan oxidálódik P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-dá (foszfor-pentoxid), ami jól oldódik a folyékony salakban. Ott-tartásához azonban bázikus kémiai összetételű salakra (megfelelő CaO-tartalomra) van szükség. A kén eltávolítása is fontos metallurgiai feladat. A kén FeS, illetve MnS formájában van jelen a vasfürdőben. Csökkentése szulfidképző elemekkel, a kéntartalomnak a fém-, illetve a salakfürdő közötti megosztásával, valamint a gázfázis útján lehetséges.
 
A frissítő műveletek után az acélfürdőben rendszerint több oxigén marad a kelleténél. A felesleget a dezoxidációs fázisban kell eltávolítani ''kicsapásos'' vagy ''diffúziós'' dezoxidációval. A kicsapásos módszer esetén az oxigént nagyobb oxigénaffinitású elemmel (Al, Mn, Si) kötik meg, a képződött oxid salakba kerül. A diffúziós módszer lényege az, hogy lecsökkentik a salak FeO-tartalmát, aminek a következtében a fémfürdőből a FeO egy része átdiffundál a salakba.{{refhely|Óvári Antal 1985|278–293. oldal}}
110. sor:
[[Fájl:Palanquilla.jpg|bélyegkép|250px|Folyamatosan öntött szálak]]
[[Fájl:Palanquillas.JPG|bélyegkép|250px|Folyamatosan öntött acélbugák]]
Az acél leöntésének korszerű módja a folyamatos öntés. Az alumínium folyamatos öntése már az [[1930-as évek]]tőlévektől használatos technológia volt, az acél folyamatos öntése a második világháború után fejlődött ki. Acél esetén az jelentette a problémát, hogy nagyobb hőmérsékletről van szó, ugyanakkor hővezető képessége kisebb az alumíniuménál.
 
Acél folyamatos öntésekor az öntőüstbe csapolt anyagot egy közbenső üstbe öntik. Ennek a feladata az adag elosztása és eljuttatása a kristályosító kokillákba. Az acélsugarat védőgázzal vagy merülőcsöves megoldással védik meg az oxidációtól. A zárványok egyenletes eloszlatása érdekében elektromágneses elven olvadékkeverést végezhetnek. A folyamatos öntőművekben általában több szálban történik az öntés, ezért ennek megfelelő számú kristályosító van. A kokilla anyaga általában [[bronz]], amelyet vízhűtéssel látnak el. A kristályosító függőleges irányban oszcilláló mozgást végez, hogy a feltapadást megakadályozzák. A kokillában megindul a dermedés, és a már megfelelő vastagságú kéreggel – belül még folyékony maggal – rendelkező acélszál lejjebb süllyed, elhagyja a kokillát, és a másodlagos hűtőzónában vízpermettel hűtik tovább. A harmadik hűtőzóna már levegővel működik, itt történik meg a keresztmetszet teljes megszilárdulása. Mindeközben a szálat enyhe ívbe hajlítják (tulajdonképpen már a kristályosító is lehet íves kialakítású), így vezetik a lehúzó és továbbító görgők közé. A vízszintes helyzetet elérve az öntött szálakat – általában oxigénnel – az előírt hosszra darabolják.