بخشی از مقاله
چکیده
برای نخستین بار در جریانفرآیند ذوب مجدد توسط سرباره الکتریکیِ فولاد، کریولیت - Na3AlF6 - به عنوان جزء چهارم به سیستم سربارهی CaF2 -CaO- Al2O3 افزوده شد. بررسیهای ترکیب شیمیایی فولاد پیش و پس از فرآیند ESR نشان داد که سربارهی جدید با ترکیب وزنی %60CaF2 -%15CaO - %10Al2O3 -%15Na3AlF6 در مقایسه با سربارهی بسیار متداول ANF-6 با ترکیب وزنی %70CaF2 -%30Al2O3 در حفظ آلومینیوم و کربن فولاد در طی ذوب مجدد بهتر عمل میکند. علاوه بر این مشاهده شد که در فولاد تصفیه شده با سرباره جدید، مقدار گوگرد تا 75 درصد نسبت به حالت ریختگی تقلیل مییابد.
بررسیهای صورت گرفته به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - مجهز به طیفسنج پراش انرژی پرتو ایکس - EDS - مؤید این امر است که شبکهی آخال آلومینایی شیشهای موجود در نمونههای ریختگی پس از تصفیه الکتریکی با هر دو نوع سرباره حذف میشود، اما در فولاد تصفیه شده با سربارهی ANF- 6 همچنان آخالهای آلومینایی با مورفولوژی بشقابی حضور دارند. این در حالی است که این نوع آخالهای آلومینایی در فولاد تصفیه شده به کمک سربارهی حاوی کریولیت مشاهده نمیشود.
مقدمه
هرچند امروز دیگر نمیتوان همچونپلاکینگِر - Plockinger 1972 - که در سخنرانی خود در بیست و سومین مراسم یادبود هاتفیلد1 در سال 1972 فرآیندذوب مجدّد توسط سرباره الکتریکی را یک "ابزار مدرن در متالورژی" نامیده بود، چنین عنوانی برای این روش اطلاق کرد، اما همچنان میتوان آن را مطمئنترین و باصرفهترین روش تولید فولادهای با کیفیت بالا، سوپرآلیاژهای خاص و آلیاژهای تیتانیمِو مورداستفاده در صنایع هوافضا و سایر کاربردهای حسّاس به شمار آورد
در فولادهای آلیاژی و آلیاژهایی که تعداد و مقدارعناصر آلیاژی فعّال - همچون Al، Ti و - Si در آنها زیاد است، پیشبینی و کنترل تغییرات ترکیبی فازهای سرباره و فلز در طی ذوب مجدد اهمیت بیشتری پیدا میکند . - WEI Jihe 1989 - سه عامل اساسی به عنوان منشاء تغییرات در مقادیر عناصرفعّال در طی فرآیند ESR مطرح شده است که عبارتند از:
· عدم حذف کامل پوستهی اکسیدی موجود بر روی سطح الکترود،
· عدم کنترل مناسب اتمسفر و
· ترکیب نامناسب سرباره و واکنش عناصرفعّال با آن
برای جلوگیری از تلفات ناشی از دو عامل نخست چندین راهحل ارائه شده است که مهمترین آنها عبارتند از: پوششدهی الکترود با آلومینیوم، افزودن آلومینیوم به صورت ورقه یا مفتول به سرباره در طی ذوب مجدّد، دمش گاز خنثی یا کاهنده بر روی سطح سرباره و پوشاندن فاصلهی میان الکترود و قالب. اما راهکارهای جلوگیری از اثرات نامطلوب عامل سوم عمدتاً معطوف به اصلاح ترکیب سرباره بوده است
بطور کلی هرگاه از سربارهی مناسب در فرآیند ESR صحبت میشود، منظور ترکیبی است که حائز ویژگیهای زیر باشد:
· حتی الامکان از اکسید شدن عناصر آلیاژی جلوگیری کند،
· نقطه ذوب آن باید پایینتر از فلزالکترود باشد،
· ویسکوزیته ی آن پایین باشد تا فقط یک لایه ی نازک بر سطح شمش ایجاد شود و
· کشش فصل مشترکی کافی بین سرباره و فلز مذاب به دست دهد
