Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 1

Transkriptio

1 Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Pentti Toivonen, Teknillinen korkeakoulu Valuraudan ja valuteräksen raaka ainekanta muodostuu metallisista raaka aineista, seosaineista, metallurgista lisäaineista ja metallurgista apuaineista. Metallisia raaka aineita ovat harkkoraudat, valurautaromu ja teräsromu. Seosaineet koostuvat erilaisista runsasprosenttisista ferroseoksista tai teknisesti puhtaista aineista. Metallurgisia lisäaineita ovat hiiletys, ymppäys ja palloutusaineet. Metallurgisia apuaineita ovat mm. kalkkikivi, kalkki, fluorisälpä, sooda ja kalsiumkarbonaatti. Valuraudan sulatuksessa on harkkorauta aikaisemmin ollut tärkein raaka aine. Metallurgisten menetelmien kehittymisen johdosta ovat romun käyttömahdollisuudet lisääntyneet. Toisaalta on kuitenkin todettava myös harkkoraudan aseman selvä vahvistuminen laatuvaatimuksellisten valuseosten, erityisesti pallografiittivaluraudan valmistuksessa. Tämä aiheutuu siitä, että rautametallien romukierto on entistä pahemmin häiriytynyt seosmetallien lisääntyvän käytön johdosta ja muitakin epäpuhtautena seuraavia alkuaineita on yhä vaikeampi välttää. Valuteräksen valmistuksessa on teräsromu perinteisesti ollut tärkein raaka aine. Ferriittis perliittisessä teräksessä perliitin osuuden määrää ensisijaisesti hiilipitoisuus. Niukkahiilisen ferriitin ja enemmän hiiltä sisältävän perliitin keskinäinen suhde riippuu mm. kokonaishiilipitoisuudesta. Runsashiilisemmät ferriittis perliittiset teräkset sisältävät siten enemmän perliittiä. Valuraudoissa sen sijaan hiiltä on sekä metallisessa matriisissa että grafiittina. Niinpä matriisissa olevan hiilen määrä voi vaihdella suurestikin. Matriisin ferriitti perliitti suhteeseen valuraudoissa vaikuttavat ferritoivat ja perlitoivat aineet. Seosaineet muuttavat valuraudoilla sekä eutektista koostumusta että eutektisia lämpötiloja. Eutektisten lämpötilojen (stab./metastab.) välinen ero on muutettavissa ratkaisevasti. Tämä vaikuttaa suoraan valkoisena jähmettymisen vaaraan. Ns. grafitoivien aineiden tärkein vaikutus tähän on stabiilin systeemin eutektisen lämpötilan nosto ja metastabiilin systeemin vastaavan laskeminen. Näin karbidien muodostuminen tai suorastaan valkoisena jähmettyminen vaatii suurempaa alijäähtymistä. Ns. karbidoivat aineet vastaavasti kaventavat tai jopa hävittävät kokonaan eutektisten lämpötilojen välin. Näin ne siis helpottavat karbidien muodostumista. Tietyt tavalliset seosaineet muuttavat em. lämpötiloja samansuuntaisesti tai tuskin ollenkaan. Niiden vaikutus jähmettymisrakenteeseen on vastaavasti vähäisempi. Jähmettymisrakenne on tärkein lujuuteen ja käyttöominaisuuksiin vaikuttava tekijä. Kullakin seosaineella on omat vaikutuksensa austeniitin hajautumistuloksiin (eli eutektoidiseen reaktioon), eikä näitä tule sekoittaa keskenään. Seosaineiden vaikutus eutektoidiseen pisteeseen on otettava huomioon teräksillä. Useimmat tärkeistä seosaineista kohottavat eutektoidista pistettä vastaavaa lämpötilaa ja kaikki pienentävät sitä hiilipitoisuutta. Näin seosaineet vaikuttavat jo tasapainoa vastaaviin rakenteisiin. Mutta vielä tärkeämpi on nimenomaan pienten seosainemäärien kohdalla niiden vaikutus austeniitin hajaantumiseen ja muihin teräksen rakenteessa eri lämpökäsittelyjen yhteydessä tapahtuviin muutoksiin. Seosaineet eivät vaikuta pelkällä läsnäolollaan vaan vaikutukset mekaanisiin ominaisuuksiin perustuvat niihin vaikutuksiin, joita seosaineilla on teräksen rakenteeseen. Kuhunkin rakenteeseen liittyvät tietyt ominaisuudet ja seosaineet vain auttavat tämän rakenteen muodostumista lämpökäsittelyssä. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 1

2 Sulaton tärkeimmät raaka aineet Valuraudan ja valuteräksen raaka ainekanta muodostuu metallisista raaka aineista, seosaineista, metallurgista lisäaineista ja metallurgista apuaineista. Metallisia raaka aineita ovat harkkoraudat, valurautaromu ja teräsromu. Seosaineet koostuvat erilaisista runsasprosenttisista ferroseoksista tai teknisesti puhtaista aineista. Metallurgisia lisäaineita ovat hiiletys, ymppäys ja palloutusaineet. Metallurgisia apuaineita ovat mm. kalkkikivi, kalkki, fluorisälpä, sooda ja kalsiumkarbonaatti. Valuraudan sulatuksessa on harkkorauta aikaisemmin ollut tärkein raaka aine. Metallurgisten menetelmien kehittymisen johdosta ovat romun käyttömahdollisuudet lisääntyneet. Toisaalta on kuitenkin todettava myös harkkoraudan aseman selvä vahvistuminen laatuvaatimuksellisten valuseosten, erityisesti pallografiittivaluraudan valmistuksessa. Tämä aiheutuu siitä, että rautametallien romukierto on entistä pahemmin häiriytynyt seosmetallien lisääntyvän käytön johdosta ja muitakin epäpuhtautena seuraavia alkuaineita on yhä vaikeampi välttää. Valuteräksen valmistuksessa on teräsromu perinteisesti ollut tärkein raaka aine. Valuterästen laatuvalikoima edellyttää tiettyjen ohjeanalyysien varsin tarkkaa noudattamista. Valuraudat sen sijaan jaetaan lujuus ja kovuusluokkiin. Valimoille on annettu vapaus peruskoostumuksen valinnassa mm. siksi, että valimot käyttävät erilaisia raaka aineita ja sulanvalmistusmenetelmiä. Halutut ohjeanalyysit toteutetaan usein pääraaka aineiden ja niiden käyttösuhteen valinnalla, mutta tavallista on myös, että turvaudutaan runsaspitoisiin seostusaineisiin tietyn alkuaineen lisäämiseksi koostumukseen. Jotkut alkuaineet voidaan lisätä teknisesti puhtaina kuten hiili grafiittina ja kupari ja nikkeli metalleina, kun taas monet lisätään runsasprosenttisina ferroseoksina. Useiden alkuaineiden, esimerkiksi kromin ja mangaanin, valmistus puhtaana on kallista. Toinen syy rautaseosten käyttöön on niiden helppoliukoisuus sulaan rautaan tai teräkseen. Lisäksi ferroseoksilla vaikutetaan jähmettyvien metallien lujuusominaisuuksiin ja kiderakenteeseen. Seosaineiden avulla voidaan myös poistaa haitallisia epäpuhtauksia, kuten happea tiivistysaineilla ja rikkiä kalsiumyhdisteillä. Teräsromun käyttö valuraudan raaka aineena on yleistynyt. Sulatuksen yhteydessä on siihen liuotettava hiiltä, niin että saavutetaan valuraudalle ominainen haluttu hiilipitoisuuden taso. Sulatuksen tapahtuessa kupoliuunissa liukenee tarvittava hiili polttoaineena käytettävästä koksista. Sähköuunisulatuksessa lisätään panokseen tai sulaan rautaan tai teräkseen hiiletystä varten grafiittia, koksia tai muuta hiilirikasta tuotetta. Ymppäysaineet ovat tehoaineita, joiden avulla määrällisesti pienillä lisäyksillä saadaan aikaan ajallisesti rajoitettu vaikutus sulan metallin jähmettymistapahtuman kulkuun. Tuloksena on edullisempi kiderakenne ja paremmat ominaisuudet. Muutos koostumuksessa on yleensä vähäinen. Pallografiittivaluraudoissa pyritään grafiitti kiteyttämään pallomaisen muotoon, jolloin raudalle saadaan paremmat lujuusominaisuudet, suurempi vetolujuus ja parempi sitkeys. Grafiitin palloutuminen saadaan aikaan lisäämällä sulaan rautaan hieman ennen valua palloutusainetta, joka tavallisesti sisältää magnesiumia. Jotta palloutuminen tapahtuisi, pitää raudan rikkipitoisuuden olla pieni. Pallografiittivaluraudan valmistuksessa on käytettävä puhtaita ja analyysiltään tunnettuja raaka aineita, jotta palloutumista ehkäiseviä aineita ei tulisi panoksen mukana rautaan. Kalkkikiveä käytetään kuonan muodostajana raudan kupoliuunisulatuksessa. Kalkkikiven merkitys kuonanmuodostajana perustuu siihen, että kalkkikivi sitoo uunin vuorauksesta tai panoksesta peräisin olevaa vaikeasti sulavaa, hapanta piidioksidia helposti sulavaksi kalsiumsilikaatiksi, jolloin kuona tulee helppo liukoiseksi. Kalkkikiveä kuumentamalla saadaan poltettua kalkkia, jota käytetään kuonan muodostajana teräsuuneissa ja senkkametallurgiassa. Fluorisälpä parantaa kuonan juoksevuutta vähentäen siten raudan sulatustappioita ja edistäen rikin siirtymistä kuonaan. Fluorisälpä syövyttää uunin vuorausta erittäin voimakkaasti, josta syystä sen käyttöön turvaudutaan happamessa sulatuksessa yleensä vain häiriötapauksissa. Vesijäähdytetyissä, vuorauksettomissa uuneissa emäksisesti sulatettaessa käytetään runsasta kalkkikivilisäystä, silloin on tavanomaista käyttää kalkkikiven ohella fluorisälpää kuonan saamiseksi juoksevammaksi. Sooda eli natriumkar Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 2

3 bonaatti (Na2CO3) on vahvasti emäksinen aine, jota käytetään rikinpoistoon kalkkikiven ohella. Kalsiumkarbidia CaC2 käytetään pulverimaisena valurautojen rikinpoistoon. Harkkorauta. Harkkoraudan valmistus tapahtuu pääasiallisesti malmiraaka aineesta tavallisimmin koksia käyttävissä masuuneissa. Valokaari ja induktiosähköuuneilla voidaan valmistaa synteettistä harkkorautaa sulattamalla ja hiilettämällä teräs tai valurautaromua. Analyysin perusteella harkot jaetaan kahteen pääryhmään: hematiittiharkkorauta, jonka fosforipitoisuus on alle 0,1 % sekä fosforiharkkorauta, jonka fosforipitoisuus on tavallisimmin 0,6 0,9 %. Synteettinen sähköharkkorauta sisältää usein pieniä määriä romun mukana kulkeutuneita seosaineita, joiden vaikutus on yleensä kovuutta ja lujuutta lisäävä. Joissakin tapauksissa tällaiset seosaineet voivat olla peräisin myös malmista. Pallografiittivaluraudan valmistus asettaa käytettäville raaka aineille erityisiä puhtausvaatimuksia. Nämä vaatimukset täyttävät harkkoraudat muodostavatkin erityisen laaturyhmän. Harkkojen luokittelu ja arvostaminen pohjautuu kemialliseen analyysiin. Kummankin fosforipitoisuuden tasoon perustuvan ryhmän puitteissa tapahtuu luokittelu piipitoisuuden mukaan. Tavanomaista on jako luokkiin noudattaen 0,5 % Si porrastusta vaihtelurajojen ollessa ± 0,25 %. Hiilipitoisuus ilmoitetaan ohjeena. Raaka aineista ja valmistusmenetelmästä riippuvilla tekijöillä, kuten mm. eri alkuperää olevien harkkojen erilaisilla hivenainekannoilla ja kiteytymisytimien laadulla, on huomattava vaikutus raudan ominaisuuksiin uudelleensulatettuna. Nämä ominaisuuserot, jotka käytännössä ilmenevät erilaisena taipumuksena kovempaan ja lujempaan tai pehmeämpään ja heikompaan, mutta helpommin työstettävään lopputuotteeseen, voidaan käytännössä täysin tasottaa valuraudan ohjeanalyysin muutoksilla ja metallurgisilla toimenpiteillä. Myös romun kasvanut osuus panostuksessa on vähentänyt näiden ns. periytyvien tekijöiden merkitystä. Erilaisten sähköuunien käytön yleistyminen valimoissa on erittäin huomattavasti lisännyt ostetun valurauta ja teräsromun käyttömahdollisuuksia valimoiden ʺuutenaʺ raaka aineena, jolloin harkkoraudan osuus sulatuksen raaka ainekannassa on vastaavasti vähentynyt. Valimoharkkorautoja tarvitaan kuitenkin edelleen tapauksissa, joissa sulatusmenetelmä sinänsä ei mahdollista niukkahiilisemmän romuraaka aineen hiiletystä valmiin rautasulan tavoitehiilipitoisuuteen ilman jälkikäsittelyä. Toinen motiivi on romun mukana panokseen kulkeutuvien tavoitekoostumukseen kuulumattomien seosmetallien sekä häiritsevien alkuaineiden välttäminen tai niiden määrän rajoittaminen asetettua enimmäisarvoihin lopullisessa tuotteessa. Kuva 1. Rautaharkkoja. Synteettiset sähköharkkoraudat valmistetaan tavallisesti pienehköllä hiilipitoisuudella ja kun ne sisältävät pieniä määriä romun mukana tulleita seosaineita, niille taipumus perliittiseen rakenteeseen on luonteenomaista. Ne soveltuvat tästä syystä parhaiten konerakennevaluun. Pallografiittivaluraudan valmistustekniikka edellyttää erittäin puhtaita raaka aineita. Käytettävä harkkorauta ei saa sisältää alkuaineita, joiden läsnäolo pieninä määrinäkin estää grafiitin kiteytymisen pallomaisena eikä varsinkaan ferriittistä ja ferriittis perliittistä pallografiittivalurautaa valmistettaessa perliittiä suosivia alkuaineita. Edellisistä mainittakoon antimoni, arseeni, titaani, vismutti ja lyijy. Kahden viimemainitun sietoraja on vain 0,002 %. Jälkimmäisiä ovat tina, kromi, vanadiini ja molybdeeni. Valmistettaessa ferriittistä pallografiittivalurautaa ilman lämpökäsittelyä Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 3

4 tulee myös mangaani, nikkeli ja kuparipitoisuuksien olla mahdollisimman pienet. Pallografiittivaluraudan valmistukseen soveltuvat SG harkkoraudat voidaan jakaa kahteen ryhmään: 1. Puhtaista raaka aineista valmistetut harkkoraudat, joiden mangaanipitoisuus on kohtalaisen pieni (alle 0,25 %) sekä fosfori ja rikkipitoisuudet mahdollisimman pienet, 2. Happipuhallettu harkkorauta, jonka mangaanipitoisuus on erittäin pieni (alle 0,05 %) ja jossa myöskään ei esiinny häiritseviä hivenaineita. Teräsvalimot käyttävät harkkorautaa valokaari ja induktiouuneissa hiilipitoisuuden nostoon. Hiilen saanti panoksen ʺtakkiraudastaʺ on parempaa kuin tavanomaisista hiiletysaineista, kuten koksista tai grafiitista. Valurautavalimoissa harkkorauta on valurautaromun ohella tärkein raakaaine. Induktio ja kupoliuuneissa harkkorauta nopeuttaa teräksen ja valuraudan sulamista. Valokaariuuneissa on tavallista käyttää koksia ja harkkorautaa samanaikaisesti panoksessa. Romu. Valimoiden käyttämä romu on arvokasta raaka ainetta, joka myös muodostaa suurimman osan valimoiden materiaalikustannuksista. Romun raaka ainekustannukset ovat myös yleensä suurempia kuin energiakustannukset. Valuteräksen sulatus valokaari tai induktiouunissa vaatii noin 700 kwh terästonnia kohti. Energian hinnalla 0,30 mk/kwh ovat sulatuskustannukset 210 mk/t. Hyvälaatuisen teräsromun keskihinta oli vuonna 1998, 360 mk/t. Kupoliuunit käyttävät noin 15 % koksia panoksen painosta. Koksin hinnalla 1700 mk/t ovat energiakustannukset noin 255 mk/t. Värimetallien sulattamiseen tarvitaan vain % teräksen sulattamiseen vaadittavasta energiasta. Koska värimetallit ovat huomattavasti kalliimpia kuin teräsromu, korostuu metalliromun hinnan osuus metallivalimoiden kokonaiskustannuksista. Kuva 2. Vasemmalla: Ostoromua romuvarastossa. Oikealla: Romua panostusastioissa Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 4

5 Kuva 3. Romua Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 5

6 Kuva 4. Valukkeita. Valimon sisäistä kiertoromua. Valurautaromu. Asiallisesti lajiteltuna romu on yleensä hyvin käyttökelpoista ja taloudellisesti edullista raaka ainetta. Koska ostetun valurautaromun aineosana tulee panokseen aina merkittävä määrä rikkiä ja kun sen koostumus harvoin on tarkoin tunnettua, rajoitetaan ostoromun osuus sulatuspanoksessa yleensä tiettyyn enimmäismäärään. Sekalaisen ostetun valurautaromun korkeahko fosforipitoisuus rajoittaa sen käytön tavallisesti fosforiharkkoraudan korvaamiseen. Ostetun valurautaromun ohella sisältyy sulatuspanokseen melkein poikkeuksetta kiertoromua, joka koostuu valukkeista ja hylkykappaleista. Sen osuus sulatuspanoksessa asettautuu kyseisen valimon saantoprosenttia vastaavalle keskimääräiselle tasolle. Kiertoromun koostumus on hyvin tunnettu. Tärkeätä on huolehtia, että useita rautalaatuja valmistavissa valimoissa eri laatujen kiertoromut ohjataan takaisin oman laatunsa valmistukseen. Valurautaromun luokittelu. Kaupallisia luokittelunormeja valurautaromua varten ei Suomessa ole. Romun myynnissä ja vastaanotossa asetetaan valurautaromulle tavallisesti seuraavat vaatimukset: Kappalesuuruus saa olla enintään 60 x 60 x 20 cm edellyttäen, ettei paino ylitä 80kg. Vähintään kämmenen tai nyrkin kokoisia kappaleita. Romun tulee olla harmaata valurautaa. Myös SG rauta (pallografiittivalurauta) hyväksytään lajitelmaan, ei kuitenkaan adusoitua rautaa (tempervalua). Kiinnityspultteja, ruuveja ym. kappaleeseen verrattuna pieniä teräsosia ei tarvitse irrottaa, mutta niiden määrä ei saa ylittää 10 % romun painosta. Romusta on poistettava kupari, messinki, pronssi, ruostumaton teräs, kuumuuden, kulutuksen tai syöpymisen kestävät osat, kevytmetallit, laakerimetallit, sinkki, lyijy, rikki, kumi, kipsi, eristimet, sementti, puu ym. hukka aines. Sulatusmenetelmän valurautaromulle asettamat vaatimukset. Kupoliuunin häiriötön toiminta edellyttää tasaista, sopivaa kappalesuuruutta. Painorajoituksen (enintään 80 kg) lisäksi on tärkeää, ettei kappaleiden suurin pituusmitta ylitä 1/3 käytettävän kupoliuunin sisäläpimitasta; tämä koskee, myös ohutta romua. Lyhytaikaisetkin, helposti huomaamatta jäävät pysähdykset panospilarin vajoamisessa vaikuttavat raudan laatuun ja lämpötilaan. Toisaalta romun palakoko ei saa olla liian pientä, koska romun hapettuminen lisääntyy ja ominaispinta alan kasvaessa myös rikin siirtyminen koksista rautaan lisääntyy. Myöskään kalkkikivi ei saa olla liian hienojakoista, koska muuten se tukkii puhallusilman kulun. Induktiouunisulatukseen soveltuu vain puhdas, valikoitu valurautaromu, jonka mukana ei seuraa ruostetta eikä hiekkaa. Lastut ja muu pienikokoinen romu soveltuvat tällä edellytyksellä myös hyvin. Lastujen tulee olla puhtaita ja kuivia. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 6

7 Teräsromu. Harkkoraudan hiilipitoisuus on useimmiten huomattavasti suurempi kuin valuraudassa toivottu ohjearvo. Sulatusmenetelmä voi myös olla voimakkaasti hiilettävä. Näissä tapauksissa päästään haluttuun valuraudan hiilipitoisuuteen sisällyttämällä panokseen sopivaksi havaittu määrä teräsromua. Kaikki sähköuunit voivat työskennellä kokonaan ilman harkkorautaa ja ostettua valurautaromua. Hintasuhteista johtuen taloudelliset näkökohdat puoltavat teräsromun käyttöä raaka aineena. Hintavertailua tehtäessä on laskelmissa kuitenkin otettava huomioon teräsromun käyttöön liittyvinä lisäkustannuksina hiiletykseen tarvittava koksi ja grafiitti sekä tarvittavat ferropii ja ferromangaanilisäykset. Teräsromu voi panoksessa pienen fosfori ja rikkipitoisuutensa ansiosta korvata hematiittiharkkorautaa, kunhan hiili ja piipitoisuuksien erilaisuus on otettu huomioon. Teräsromun luokittelu. Terästeollisuus on teräsromun suurin kuluttaja. Kaupallinen luokittelu kuvastaakin ensi sijaisesti terästeollisuuden tarpeiden arvostusta. Valimoteollisuuden laatuvaatimukset pyritään toteuttamaan yleisluokitteluun sisällytetyn erikoisluokan avulla ja kunkin tehtaan asettamien vastaanottovaatimusten puitteissa. Teräsromuille on romuluokittain määritelty tarkat laatuvaatimukset (taulukko). Pääkohdittain ostoromun on täytettävä seuraavat OTR:n yleisten toimitusehtojen mukaiset romun puhtaus ja turvallisuusvaatimukset: Teräsromun on oltava seostamatonta. Romun joukossa ei saa olla värimetalleja. Romu ei saa olla pahasti palanutta, seostettua, rikkipitoista eikä metalleilla päällystettyä. Romun mukana ei saa lähettää eristäviä kappaleita kuten tiiliä, betonia, kiviä yms. eikä romu saa sisältää kemikaaleja, tekstiilejä, muoveja tai muuta roskaa. Romu ei saa sisältää vaarallisia aineita, syttyviä tai räjähtäviä aineita tai esineitä. Umpinaiset sylinterin tai putken muotoiset esineet on ehdottomasti avattava ja/tai katkaistava. Erityisen vaarallisina, romuun kuulumattomina kappaleina, käsitellään erilaisia ammuksia. Ammuksia ei hyväksytä romun joukossa missään muodossa. Romu ei saa sisältää haitallisia radioaktiivisia esineitä tai ainetta. Seuraavan svun taulukossa esitetään Osuuskunta Teollisuuden Romun luokittelunormit. Normien pohjana on käytetty EU standardiehdotusta ottaen samalla huomioon Suomen erityistarpeet. Luokitusnormit eivät siten täysin vastaa EU standardiehdotusta. Sulatusmenetelmän teräsromulle asettamat vaatimukset. Kupoliuunisulatuksessa ovat kappalekokoon nähden asetettavat vaatimukset pääpiirteissään samat teräsromulle kuin valurautaromullekin. Näiden lisäksi romukappaleiden pinta ala ei saa ylittää 1/10 uunin poikkileikkauspinta alasta. Sähköuuneissa, sekä valokaari että induktiouuneissa voidaan hyvin sulattaa teräslastuja ja ohutlevyromua ilman erikoistoimenpiteitäkin. Koska ohut levy sekä pitkä lastu vaativat paljon säilytystilaa ja ovat hitaita panostaa, tulisi ne kuitenkin ensin joko paketoida tai katkoa koneellisesti helpommin käsiteltävään muotoon. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 7

8 Taulukko 1. Romun luokittelunormit Luokka Erittely Määritelmä Koko Tilavuuspaino Ohjeellinen analyysi* Uusi teräsromu (palaromu) E2/60 Uusi levyleike, lävistysjäte, muotoraudat tai vastaava. Romun on oltava mahdollisimman matalamangaanista ja seostamatonta. Erityisen haitallisia seosaineita ovat kromi, kupari, tina ja lyijy. Pehmeät ja sitkeät teräslaadut, kuten levyt ja rakenneteräkset täyttävät tavallisesti nämä vaatimukset. Romu ei saa olla maalattua, mutta rautaoksidipitoinen pohjamaali sallitaan. Toisella metallilla pinnoitettua tai emaloitua romua ei hyväksytä. Romu ei saa olla palanutta eikä ruostunutta, ohut pintaruoste sallitaan. Uutta levyjätettä ei saa toimittaa ʺheinäkuormanaʺ. Stanssauksesta ja muotopoltosta jääneet kehykset sekä pitkät suikaleet on leikattava siten, että ne sopivat panostuksessa litteästi päällekkäin. Ks. OTR:n yleiset toimitusehdot. Max. kappalekoko 0,6x0,6x0,2m. Vähimmäispaksuus 3mm. Kappalepaino vähintään 100g, mutta ei yli 100kg. Hyväksytyn romun tyypillinen analyysi: C 0,15% Si 0,2% Mn 1,2% S 0,05% P 0,02% Al 0,02% Cr 0,05% Ni 0,05% Cu 0,05% Nb 0,05% Vanha teräsromu (palaromu) E3/60 Vanhaa seostamatonta terästä, valssaus, takomo tai valuterästuotteita. Lajittelun tulee perustua teräksen käyttötarkoitukseen siten, että mukaan ei oteta sellaista erikoisromua, jonka käyttötarkoituksensa perusteella voi epäillä sisältävän seosmetalleja. Romu ei saa olla pahoin syöpynyttä eikä paksun ruostehilseen tai lyijymaalin peittämää. Useita eri metalleja sisältävistä kappaleista on poistettava kuparimetallit, seostetut teräsosat, kevytmetallit, sinkki, lyijy, laakerimetallit sekä erilaiset ei metalliset rakenneosat. Ks. OTR:n yleiset toimitusehdot. Max. kappalekoko 0,6x0,6x0,2m. Vähimmäispaksuus 5mm. Kappalepaino vähintään 100g, mutta ei yli 100kg. Hyväksytyn romun tyypillinen analyysi: C 0,2% Si 0,2% Mn 1,0% S 0,05% P 0,03% Cr 0,05% Ni 0,05% Cu 0,05% Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 8

9 Uusi teräsromupaali E6/V2 Paalattu ohut teräsromu, uusi seostamaton teräsromu, levypaksuudeltaan alle 3 mm. Seostettu, pintakäsitelty tai maalattu romu ei kelpaa romuluokkaan. Dynamopeltiä sisältävistä toimituksista on sovittava valimokohtaisesti. Vannenauhaa, irtonaista levyleikettä ja romukieppejä sisältävästä romusta on sovittava valimo/kuormakohtaisesti. Ks. OTR:n yleiset toimitusehdot. Max. paalikoko 0,6x0,4x0,35m. Levyvahvuus max. 3mm. Tehokas paalaus! Hyväksytyn romun tyypillinen analyysi: C 0,1% Si 0,01% Mn 0,3% S 0,01% P 0,01% Cr 0,05% Ni 0,05% Cu 0,05% Uusi teräsromupaali, (varmistettu laatu) E6/V1 Paalattu ohut teräsromu, uusi seostamaton teräsromu, levypaksuudeltaan 100 % alle 3 mm! Laadun varmistamisen perustana on analyysitiedon varmistaminen ja erinomainen paalaustyö. Tähän romuluokkaan voidaan hyväksyä ainoastaan erityisen huolellisesti paalatut, analyysivarmistetut toimituserät. Romuluokan toimittaminen vaatii valimon kanssa ennakolta laadun varmistamista ja erikseen sopimista. Ks. OTR:n yleiset toimitusehdot. Ehdoton max. paalikoko 0,6x0,4x0,35m. Ehdoton levyvahvuusvaatimus on alle 3mm Erinomainen paalaustyö! Hyväksytyn romun varmistettu analyysi: C 0,1% Si 0,01% Mn 0,3% S 0,01% P 0,01% Cr 0,05% Ni 0,05% Cu 0,05% * Arvot, jotka on saatu ohjeelliseksi analyysiksi ovat kokemusperäisiä arvoja eri terästehtailta ja valimoilta. Ohjeellinen analyysi on saavutettu romupihan standardityöskentelytavoilla ja standardityökaluilla. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 9

10 Käyttötarkoituksen asettamat vaatimukset. Teräsromu voi joutua käytettäväksi raaka aineena valuteräksen ja suomu tai pallografiittivaluraudan valmistuksessa. Eri tarkoitukset asettavat omia vaatimuksiaan romun laatuun nähden. Yleisvaatimus valuteräksen induktiosulatukseen käytettävälle teräsromulle on, että se ei saa olla ruosteista ja että sen tulee panostettaessa olla kuivaa. Ruoste sisältää myös kemiallisesti sidottua kosteutta ja on siten vetylähde sulatuksessa. Lisäksi ruosteesta muodostuva rautaoksidirikas kuona syövyttää hapanta vuorausta. Valokaariuuneilla ei ruosteisuus aiheuta vastaavaa haittaa. Kohtuullinen ruosteisuus voi jouduttaa mellotuksen alkua. Romun tulee koostumuksensa puolesta sopia kysymyksessä olevan teräslaadun valmistukseen. Tämä koskee varsinkin seostettuja teräksiä. Tavallisen valuraudan valmistukseen käytettävän teräsromun puhtausvaatimukset ovat periaatteessa vastaavat kuin valurautaromunkin. Siinä ei saa olla seosmetalleja eikä epämetallisia varsinkaan rikkiä sisältäviä aineksia. Teräsromun yhteydessä joudutaan usein tekemisiin erilaisten päällysteiden kanssa. On erityisesti kiinnitettävä huomiota lyijyyn. Paitsi pelkkänä sitä esiintyy myös maaliaineissa kuten mönjässä, lyijyvalkoisessa, kromikeltaisessa (lyijykromaatti) ja eräissä muissa väreissä. Pallografiittivaluraudan valmistuksessa on käsittelyn onnistuminen ja lämpökäsittelyn häiriötön kulku huomattavan riippuvainen eräiden hivenaineiden poissa tai läsnäolosta. Hintasuhteista johtuen on teräsromu yleisimmin käytetty raaka aine ja siinä mielessä tärkein. Jotta seos ja hivenaineiden poissaolon valvonta käytännössä olisi mahdollista, tulee kysymykseen yleensä vain laadultaan ja alkuperältään yhtenäinen romu. Seosaineet Halutut valurautojen ja valuterästen ohjeanalyysit toteutetaan usein pääraaka aineiden ja niiden käyttösuhteen valinnalla, mutta tavallista on myös, että turvaudutaan runsaspitoisiin seostusaineisiin tietyn alkuaineen lisäämiseksi koostumukseen. Ferroseoksiksi nimitetään runsasprosenttisia, raudan ohella tavallisesti vain yhtä pääalkuainetta sisältäviä seoksia. Vastaavasti kuin harkkoraudoissa on niissäkin pieniä määriä piitä, mangaania, fosforia ja rikkiä. Muutamissa tapauksissa pääalkuaineita on kaksi tai useampia. Tavallisimpia yhdistelmiä ovat pii ja mangaani sekä pii ja kromi. Monet ferroseokset ovat isokiteisiä, hauraita, murtopinnaltaan vaaleita aineita. Toimitus tapahtuu tavallisimmin astioihin pakattuna määräkokoisina paloina tai murskeena käyttötarkoituksesta riippuen. Useita ferroseoksia on kaupan määräpainon seostettavaa alkuainetta sisältävinä puristeina. Kun ne on tarkoitettu valuastiassa suoritettavia lisäyksiä varten, on niissä mukana lämpöäkehittävä ainesosa valumetallin lämpötilan alenemisen lieventämiseksi. Joskin puristeiden käyttöön liittyy eräitä käytännöllistä etuja kuten käyttövalmius ja yksinkertainen annostelu (punnitsemisen asemesta lasketaan kappaleluku), ne eivät runsaassa käytössä voi taloudellisesti kilpailla irtotavaran kanssa. Raja seostukseen, ymppäykseen, magnesiumkäsittelyyn sekä valuteräksen loppupelkistykseen käytettävien aineiden kesken ei ole jyrkästi vedettävissä. Seosaineiden avulla voidaan myös poistaa haitallisia epäpuhtauksia, kuten happea tiivistysaineilla ja rikkiä kalsiumyhdisteillä. Kuva 5. Seosaineita induktiouunin lähellä Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 10

11 Kuva 6. Seosaineita induktiouunin lähellä Kuva 7. Alumiinipaloja Ferropii. Huomattava osa sulatuspanokseen tarvittavasta piistä saadaan tavallisesti harkkoraudasta ja valurautaromusta. Puuttuva määrä tai synteettistä valurautaa teräsromusta valmistettaessa pääosa piistä lisätään runsaspitoisina seosteina. Ferropiitä käytetään valuraudan ymppäykseen sekä tiivistysaineena teräs ja valurautavaluissa. Lisäksi pii lisää valuraudan taipumusta jähmettyä harmaana. Piiharkkorauta ja 75 %:nen ferropii ovat mekaanisesti riittävän kestäviä kupoliuunipanostukseen. 45 %:sta ferropiitä, joka on haurasta, käytetään tavallisimmin sähköuunisulatuksessa. 75 %:sta ferropiitä käytetään murskattuna ja määräkarkeuteen lajiteltuna ymppäysaineena. Ymppäystarkoitukseen käytettävän ferropiin suositeltava alumiinipitoisuus on 1,5 % ja kalsiumpitoisuus 0,75 %. Ferropiin ymppäysteho perustuu alumiinin ja kalsiumin läsnäoloon. 90 %:sta ferropiitä käytetään valuteräksen pelkistysaineena. Ferropii on sulaa rautaa kevyempänä ja happiaktiivisena aineena vaikea seostaa. Ferropii liukenee nopeasti sulan lämpötilaa laskematta. Pii voidaan seostaa myös yhdessä mangaanin kanssa FeSiMn:na. FeSiMn käytettäessä desoksydaatiotuotteet ovat sulia mangaanisilikaatteja, jotka koaguloituvat ja nousevat helpommin kuonaan kuin kiinteät SiO2 sulkeumat, joita syntyy seostettaessa erikseen FeMn ja FeSi:llä. Sulat Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 11

12 oksidisulkeumat voivat aiheuttaa mikrorakennehuokosia estäessään sulina kalvoina dendriittihaarojen välissä syötön jähmettyvään metalliin. Ferromangaani. Kuten pii, niin myös mangaani saadaan osaksi harkkoraudasta ja romusta, mutta osa on lisättävä runsaspitoisina seosteina. Valinnassa on kiinnitettävä huomiota ferromangaanin hiilipitoisuuteen, sillä sitä on saatavissa runsas, keski ja niukkahiilisenä. Runsashiiliset ovat yleislaatuja, joita tavallisimmin käytetään. Keski ja niukkahiilisiä laatuja käytetään silloin, kun valmistettavan teräksen hiilipitoisuuden enimmäisohjearvo estää runsashiilisen ferromangaanin käytön. Niukkahiilistä ferromangaania tai mangaanimetallia käytetään mm. austeniittisten syöpymiskestävien terästen valmistuksessa. Ferropiimangaani on yleisesti käytetty sulan teräksen pelkistysaine. Mangaani sitoo teräksissä ja valuraudoissa olevan rikin stabiiliksi sulfidiksi, vähentäen niiden kuumahauraustaipumusta. Mangaani lisää teräksen karkenevuutta ja on valuraudoissa karbidoiva aine. Ferromangaania käytetään % Mn sisältävänä seoksena. Ferromangaani on sulaa rautaa raskaampana helppo seostaa, mutta sen liukeneminen on hidasta. 1 % FeMn laskee raudan lämpötilaa noin 20 ºC. Ferrokromi. Kromin lisääminen valurautaan tai teräkseen suoritetaan tavallisimmin % Cr sisältävänä ferrokromina. Metallinen kromi voi tulla kysymykseen poikkeustapauksessa erittäin runsaasti seostetun rautaköyhän seoksen valmistuksessa. Kromia käytetään ruostumattomissa teräksissä ja se lisää terästen karkenevuutta ja kulumiskestävyyttä. Valuraudoissa kromi on karbidoiva aine. Vastaavasti kuin ferromangaania on myös ferrokromia saatavissa runsas, keski ja niukkahiilisenä. Hiilipitoisuuden aletessa nousee hinta jyrkästi. Runsashiiliset seokset liukenevat nopeammin ja laskevat vähemmän sulan lämpötilaa. Valuraudan valmistuksessa käytetään runsashiilisiä laatuja, sillä ne ovat halvimmat ja helpoimmin sulavat. Keskihiiliset laadut ovat teräksen valmistuksessa sopivimmat. Niukkahiilisimpiä laatuja käytetään ruostumattomien ja syöpymiskestävien terästen valmistuksessa. Kysymykseen tulevan ferrokromin hiilipitoisuudet ovat silloin hiilen ohjearvosta ja muiden raaka aineiden hiilipitoisuudesta riippuen alueella 0,02 0,15 % C. Ferrokromi on lujaa vaikeasti murskattavaa, joten se tilattava lisäystavan edellyttämässä palakoossa. Valuraudassa tavanomaiset alle 1 % kromipitoisuudet saavutetaan käytännöllisimmin 65 % ferropiikromin valusenkkalisäyksin kuumaan rautavirtaan raudan kaadon aikana. Ferropiikromi liukenee helposti runsaan hiili ja piipitoisuutensa ansiosta. Sen tulee olla alle 0,5mm hienouteen jauhettua. Piikromia käytetään, kun kromin kovuutta lisäävää vaikutusta valuraudassa pyritään kompensoimaan samanaikaisella piin lisäyksellä. Ferrokromia on saatavana myös n. 7 % typpeä sisältävänä seoksena. Sitä käytetään yleisesti typellä seostettujen ruostumattomien (austeniittisten ja duplex terästen) valuterästen valmistuksessa. Nikkeli. Nikkeli lisätään rautaan ja teräkseen metallina. Pelkistävää kuonaa käytettäessä, esimerkiksi valokaariuunissa, voi myös nikkelioksidi tulla kysymykseen. Nikkeli on ruostumattomissa teräksissä tärkeä austeniittisen rakenteen aikaansaava seosaine, joka parantaa yleisesti eri teräslaatujen sitkeysominaisuuksia. Valuraudoissa sillä on perlitoiva ja lujuutta parantava vaikutus. Pallografiittivaluraudan valmistuksessa käytetään usein nikkelipohjaisia magnesiumseoksia. Raskaana ja rautasulissa hapettumattomana aineena se on helppo seostaa. Kupari. Kupari lisätään kuten nikkelikin yleensä puhtaana. Se on valuraudoissa vaikutuksiltaan nikkelin kaltainen. Koska se on nikkeliä halvempaa, on sen käyttö seosaineena yleistynyt nikkelin kustannuksella. Valuteräksissä ei yleensä käytetä kupariseostusta. Kaikki kappalesuuruudeltaan tarkoituksenmukainen puhdas kupari soveltuu valuraudan seostamiseen, tapahtuipa seostaminen uuniin taikka sulaan metalliin. Romua käytettäessä on varmistuttava, että käytetään vain varmuudella puhtaaksi kupariksi pääteltävissä olevaa levyä, putkea, jne. Joukossa ei saa olla messinki tai pronssiosia, tinauksia, lyijyä tai muita seoksia. Koboltti. Koboltti on nikkelin kaltainen metalli, jota käytetään muutamissa jaloteräksissä. Seostaminen suoritetaan metallisena kobolttina lisäten. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 12

13 Alumiini. Alumiinia käytetään terästen tiivistykseen. Valuraudoissa se on vahvasti grafitoiva aine. Muutamissa tulenkestävissä valuraudoissa ja teräksissä se on seosaineena. Monet ferroseokset sisältävät pieniä määriä alumiinia. Alumiini toimitetaan puhtaina harkkoina tai granuleina, joita käytetään teräsuuneissa kuonien pelkistykseen. Alumiini on teräksen sulatuksen tavanomainen loppupelkistysaine, jota lisätään teräkseen uunista valusenkkaan kaadettaessa. Lisäyksiin käytetään vain vähintään 99 % puhdasta alumiinia. Tavallisesti alumiinikappale heitetään kaadon aikana sulan teräksen alastulokohtaan siten, että se imeytyy virran mukana pinnan alle. Suositeltavampaa on sitoa alumiinikappale pienoisharkot ovat sopivia rautalangalla terästankoon ja upottaa se syvälle teräkseen. Tasaisen pelkistysylijäämän saaminen riippuu ratkaisevasti lisäyksen suoritustavasta. Alumiinia on alettu käyttää myös ferroalumiinina, joka on raskaampana helpompi seostaa kuin puhdas alumiini. Magnesium. Magnesiumia käytetään yleensä 5 % FeSiMg seoksena pallografiittivalurautojen valmistukseen. FeSiMg toimitetaan pulverimaisena ja sitä on saatavissa monissa raekoissa. Kalsium. Kalsium ei ole varsinaisesti seosaine. Sitä käytetään CaSi muodossa pulverimaisena rikinpoistoon ja valuraudan ymppäykseen. Teräsvaluissa sitä käytetään sulkeumien modifiointiin injektiomenetelmällä ja myös valuteräksen pelkistysaineena. Sitä on saatavana myös palamaisena CaSiMn seoksena lisättäviksi kaatosuihkuun tai senkan pohjalle. Kalsiumpii ʺCaSiʺ on ferropiin jälkeen yleisimmin käytetty ymppäysaine. Sen kalsiumpitoisuus on % Ca, piipitoisuus % Si, hiilipitoisuus yleensä alle 1 % C ja alumiinipitoisuus noin 2 % Al; loppu on pääasiassa rautaa. Kalsiumpiin lisäystapaan on kiinnitettävä huomiota, sillä ominaistiheydeltään hyvin kevyenä se jää helposti raudan pinnalle. Useiden ymppäykseen käytettyjen aineiden vaikutusteho perustuu niiden kalsiumpitoisuuteen. Näin on myös ferropiin laita. Molybdeeni. Raudan ja teräksen seostamiseen molybdeenillä käytetään tavallisimmin ferromolybdeeniä, joka sisältää % Mo ja noin 0,1 % C. On myös runsashiilistä ferromolybdeenia enintään 1,5 % hiilipitoisuudella. Niukkahiilisiä seoksia valmistettaessa on varottava molybdeenin hapettumista. Molybdeenitrioksidi MoO3 höyrystyy 1255 C:n lämpötilassa aiheuttaen suuret häviöt. Korkeasta sulamislämpötilastaan huolimatta liukenee ferromolybdeeni helposti kuumaan rautaan. Rännilisäyksiin on kuitenkin käytettävä murskattua ferromolybdeenia 0,5 3 mm lajitteena. Koska molybdeeni on helposti pelkistyvä metalli, on valokaariuuneissa mahdollista käyttää seostamiseen kalsiummolybdaattia, joka sisältää 40 % Mo ja 25 % CaO. Kupoliuunikäyttöä varten on saatavissa molybdeenipuristeita, joissa molybdeeni on molybdeenitrioksidina MoO3; se pelkistyy sulamisvyöhykkeessä koksin vaikutuksesta. Volframi. Volframi lisätään teräkseen % W sisältävänä ferrovolframina. Sen hiilipitoisuus on tavallisesti alle 1 %. Volframia on sulatuksessa pyrittävä suojaamaan hapettumiselta vastaavasti kuin molybdeeniakin, sillä myös sen oksidi on melko helposti höyrystyvä. Vanadiini. Ferrovanadiini sisältää vanadiinia %. Se sisältää tavallisesti jäännöksen valmistusvaiheessa pelkistykseen käytettyä alkuainetta. Valurautaan suoritettavia rännilisäyksiä varten valmistetaan laatuja, jotka liukenemisen helpottamiseksi sisältävät 7 11 % Si ja 1 3 % C. Koska vanadiini on itsekin helposti hapettuva aine ja voi toimia pelkistimenä, suoritetaan ferrovanadiinin lisäykset sulaan teräkseen häviöiden välttämiseksi vasta muulla tavoin suoritetun pelkistyksen jälkeen. Ferrovanadiinilisäykset kupoliuuniin panoksen yhteydessä eivät ole suositeltavaa, koska lisättävät määrät olisivat pieniä ja osumatarkkuus epävarma. Haluttaessa vanadiinipitoista rautaa suoraan kupoliuunista valitaan mieluummin vanadiinipitoinen harkkorautalaatu. Tavallisimmin ferrovanadiini lisätään ränniin alle 0,5mm lajiteltuna murskeena. Titaani. Keski ja runsashiilisissä ferrotitaanilaaduissa on 3 8 % C. Niukkahiiliset ferrotitaanit sisältävät enintään 0,1 % C, mutta niissä on aina huomattavan runsaasti piitä ja alumiinia, kumpaankin noin 10 % pitoisuuteen saakka. Runsashiiliset laadut liukenevat rautaan helpoimmin ja ovat valimoissa yleisimmin käytetyt. Titaanipitoisuus on tavallisesti %. Titaani on erittäin Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 13

14 helposti hapettuva alkuaine, mistä syystä saanto edullisissakin lisäysolosuhteissa on vain %. Valuraudassa titaania käytetään grafitoivana lisäaineena noin 0,1 % annoksena, teräksen valmistuksessa pelkistysaineena tai sitomaan typpeä titaaninitridiksi. Ruostumattomissa teräksissä titaani eliminoi hiilen haitallisen vaikutuksen, ns. herkistymisilmiön, joka tarkoittaa korroosionkeston heikkenemistä ºC:ssa, kun austeniitin raerajoille erkautuu kromikarbideja. Runsaiden häviöiden ja epätasaisen saannon takia ei ole edullista käyttää ferrotitaania lisäyksinä kupoliuuniin, vaan on mieluummin valittava titaania sisältävä harkkorautalaatu. Seostaminen voidaan kuitenkin myös suorittaa ferrotitaanilla rännilisäyksinä alle 0,5 mm lajiteltuna murskeena. Lisäystapaan on kiinnitettävä erityistä huomiota. Teräksen sulatuksessa lisätään ferrotitaani uunissa muualla tavoin suoritetun edeltävän pelkistyksen jälkeen samalla kun teräs kaadetaan valusenkkaan. Helposti hapettuvana metallina kehittää runsas titaanimäärä teräksen pinnalle ʺnahkaaʺ. Zirkonium. Kuten titaani on zirkoniumkin tehokas pelkistysaine, joka edistää grafiitin erottumista. Zirkoniumia on saatavissa seoksina, joissa pii on pääalkuaineena. Tunnetussa SMZ seoksessa on lisäksi mangaania. Useat kaupalliset ymppäysvalmisteet sisältävät zirkoniumia. Zirkoniumpiitä on saatavana noin 6 %, 14 % ja 40 % Zr sisältävinä seoksina, joiden piipitoisuus on noin %. SMZseos sisältää piitä %, zirkoniumia 5 7 % ja mangaania 5 7 %. Fosfori. Valuraudassa tarvittava fosfori saadaan yleensä fosforiharkkoraudasta ja romusta. Joissakin erillistapauksissa voi olla käytännöllistä lisätä fosfori % P sisältävänä ferrofosforina. Valuteräksessä fosfori on aina haitallinen epäpuhtaus. Niobi ja tantaali. Kuten titaania, käytetään myös niobia ja tantaalia ruostumattomissa teräksissä estämään kromikardibien erkautumista. Niobi ja tantaali esiintyvät luonnossa yhdessä eikä niitä aina eroteta toisistaan. Ferroniobin niobipitoisuus on noin %. Ferroniobitantaalissa on vastaavasti noin % niobia ja noin 20 % tantaalia. Ruostumattomiin teräksiin käytettävien laatujen hiilipitoisuuden tulisi olla alle 0,1 %. Lisäykset suoritetaan edeltäneen pelkistyksen jälkeen terästä uunista valusenkkaan kaadettaessa Boori. Booria voidaan käyttää valuraudassa karbideja stabiloivana pelkistysaineena. Tempervalussa voidaan pientä booripitoisuutta käyttäen lyhentää lämpökäsittelyn aikaa. Myös eräissä erittäin lujissa rakenneteräksissä esiintyy booria. Ferroboorin booripitoisuus voi olla % ja hiilipitoisuus 0,01 3 %. Raudan lisäksi siinä voi olla 3 10 % Al ja 1 2 % Si. Ferroboori liukenee helposti sulaan rautaan. Lisäys tapahtuu pieninä rakeina. Tina. Pieniä määriä tinaa on alettu joissakin tapauksissa käyttää perliittiä stabiloivana lisäaineena valuraudoissa ja pallografiittivaluraudassa. Tina liukenee helposti ja ilman häviöitä sulaan valurautaan eikä poistu siitä uudelleen sulatuksessa. Tämä on huomattava kiertoromun käytössä. Ainoastaan puhdas tina kelpaa. Se on kirkasta, ei tummu ilmassa ja tangot ritisevät taivutettaessa. Juotostina sisältää noin 50 % lyijyä ja on siten tähän tarkoitukseen täysin kelpaamaton. Barium ja strontium. Barium ja strontium ovat maa alkalimetalleja kuten kalsiumkin, mutta eivät yhtä yleisiä luonnossa. Niitä sisältyy muutamia prosentteja eräisiin uusiin kaupallisiin ymppäysaineisiin. Kun ferropiissä on läsnä bariumia tai strontiumia lisääntyy ymppäysteho, niin että tullaan toimeen pienemmillä lisäyksillä. Ymppäysvaikutuksen vaimeneminen on myös hitaampi kuin tavallisilla ymppäysferropiilaaduilla. Zirkonium. Zirkoniumia on saatavissa seoksina, joissa pii on pääalkuaineena. Tunnetussa SMZseoksessa on lisäksi mangaania. Zirkoniumpiitä on saatavana noin 6 %, 14 % ja 40 % Zr sisältävinä seoksina, joiden piipitoisuus on noin 40 %. SMZ seos sisältää piitä %, zirkoniumia 5 7 % ja mangaania 5 7 %. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 14

15 Valurautojen metallurgiset lisäaineet Hiiletysaineet Teräsromun käyttö valuraudan raaka aineena on yleistynyt. Sulatuksen yhteydessä on siihen liuotettava hiiltä, niin että saavutetaan valuraudalle ominainen haluttu hiilipitoisuuden taso. Sulatuksen tapahtuessa kupoliuunissa liukenee tarvittava hiili polttoaineena käytettävästä koksista (kupoliuuniin lisätään harvoin grafiittia hiiletyksen edistämiseksi). Sähköuunisulatuksessa lisätään panokseen tai sulaan rautaan tai teräkseen hiiletystä varten grafiittia, koksia tai muuta hiilirikasta tuotetta. Ne eivät saa sisältää huomattavia määriä rikkiä tai muita vahingollisia alkuaineita ja hiilen liukenevuuden tulee olla riittävän hyvä. Hyvä liukenevuus edellyttää tiivistä rakennetta (grafiitti) ja pientä tuhkapitoisuutta. Osumatarkkuus sähköuunisulatuksessa vaatii tasaista hiiletystulosta. Hiiletysaineen sopiva raekoko riippuu mm. sulatusuunista ja lisäysmenetelmästä. Sulatusuunin ulkopuolella voidaan eräin menetelmin suorittaa hiiletystä rännissä, etusäiliössä, kieputussangossa tai valuastiassa. Grafiitti. Kaikista hiilen esiintymismuodoista on grafiitti sulaan rautaan helppoliukoisin. Liukenevuus on sitä parempi mitä pienempi on grafiitin tuhkapitoisuus. Tuhkan määrän ohella on kiinnitettävä huomiota myös hiiletysgrafiitin rikkipitoisuuteen. Alkuperältään grafiitti voi olla joko luonnongrafiittia tai synteettistä sähköuunigrafiittia. Hiiletysgrafiittina yleisesti käytettyä on grafiittielektrodijätteistä valmistettu murske. Parhaiden laatujen hiilipitoisuus on yli 99 %, hyvillä laaduilla se on %, keskinkertaisilla % ja heikoilla %. Grafiittia voidaan käyttää karkeahkona 1 10mm tai 3 20mm murskeena sähköuunisulatuksessa kylmän panoksen mukana. Hienona murskeena, esim. 0,5 3mm lajitteena, lisätään grafiittia induktiouunisulatuksessa tai kupoliuuniraudan induktiouunikäsittelyssä (duplex) sulaan rautaan. Tästä murskeesta on pölyaines seulottu pois, koska se uuniin lisättäessä pyrkisi kulkeutumaan kuuman nousevan ilmavirran mukana pois; karkean aineksen liukeneminen taas käy liian hitaasti. Varsinkin verkkotaajuusuunissa voidaan hiiletys näin suorittaa nopeasti käyttämällä hyväksi tälle uunityypille ominaista voimakasta sekoitusliikettä. Injektiomenetelmässä, jota käytetään muidenkin metallurgisten toimenpiteiden kuin hiiletyksen suoritukseen, jauhemainen grafiitti puhalletaan kaasuvirran avulla grafiittiputken kautta sulan raudan pinnan alapuolelle. Tarkoitukseen tavallisimmin käytetty tehoton kaasu on typpi. Petrolikoksi. Petrolikoksi nimellä myydään hiiletysaineita, jotka ovat syntyneet vuoriöljyn tai asfalttikivennäisten jalostuksen yhteydessä kuivatislausjäännöksinä. Niiden hiilipitoisuus on suuri, yleensä 99 %, mutta rakenne on huokoinen, josta syystä ne liukenevat hitaammin kuin grafiitti. Niiden rikkipitoisuus on kohtuullisen alhainen, mutta ne sisältävät typpeä (joissain tapauksissa typpeä halutaan lisätä, jolloin petrolikoksia voidaan käyttää). Jos rauta on sulatettu teräsromusta ja sen titaanipitoisuus tästä johtuen on niin alhainen, ettei titaani riitä sitomaan typpeä titaaninitridiksi, erottuu raudan jähmettyessä typpikaasua aiheuttaen raudan kuohumisen muotissa ja huokoisen valun. Typen sitomiseksi tulisi raudan tässä tapauksessa sisältää vähintään 0,05 % titaania. Kuva 8. Koksia. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 15

16 Halpa hinta puoltaa koksin käyttöä hiiletysaineena, mutta sillä on grafiittiin ja petrolikoksiin verrattuna seuraavia haittoja: hiilen liukeneminen on hitaampi tuhka muodostaa runsaasti kuonaa rikkipitoisuus on korkea. Tuhkapitoisuus on tavanomaista korkeampi ja epätasaisempi, jos koksimurske on valmistettu varastoinnissa ja kuljetuksessa muodostuvasta jätteestä. Näistä haitoista johtuen ei koksi ole saavuttanut induktiouunisulatuksessa yleistä käyttöä hiiletysaineena. Valokaariuuneilla ja raudan metallurgisessa käsittelyssä kieputusmenetelmällä hiiletetään koksia käyttäen. Kupoliuuneissa käytettävältä valimokoksilta vaaditaan tasaista raekokoa. Koksin raekoon on oltava noin 1/10 kupoliuunin sulamisvyöhykkeen halkaisijasta. Käytännössä raekoko vaihtelee mm:n välillä. Haihtuvien aineiden pitoisuuden on oltava mahdollisimman pieni. Koksin reaktiivisuudella tarkoitetaan palamisvyöhykkeen yläpuolella tapahtuvaa lämpöä kuluttavan pelkistysreaktion nopeutta. Kylmäilmakupoliuuneissa reaktiivisuuden on oltava alhainen. Koksin hiiletyskyky riippuu koksin tiheydestä ja tuhkapitoisuudesta, joiden tulisi olla mahdollisimman pieniä. Hyvän valimokoksin tuhkapitoisuus on 7 9 % ja rikkipitoisuus yleensä 0,7 1,1 %. Koksin on oltava riittävän lujaa, jotta se kestäisi kupoliuunin panoksen mekaaniset rasitukset. Niin sanotun HC koksin hiilipitoisuus on %, kun tavallisen koksin hiilipitoisuus on % ja tuhkapitoisuus 3 4 %. HC koksi ei sovellu kuumailmakupoliuuneihin, koska pienestä reaktiivisyydestä johtuen syntyvän CO kaasun määrä on pieni. Ymppäysaineet Ymppäysaineiden avulla pyritään lisäämään raudassa olevien kiteytymisytimien määrää, jotta raudan kiteytyminen tapahtuisi heterogeenisesti. Ymppäysaineita toimitetaan rakeisina, murskeena, pienoisharkkoina, pulverina tai lankamaisena sen mukaan käytetäänkö niitä perus tai elvytysymppäykseen. Tavallisin ymppäysaine on FeSi 75, joka varsinaisina vaikuttavina aineina sisältää alumiinia ja kalsiumia. Markkinoilla olevien ymppäysaineiden lukumäärä on suuri. Alumiinin ja kalsiumin lisäksi niissä voi vaikuttavina aineina olla bariumia, strontiumia, titaania, zirkoniumia, mangaania ym. Eräät GJSraudoille tarkoitetut ymppäysaineet voivat sisältää myös harvinaisia maametalleja (ceriumia, lantaaniumia ym.). Kuva 9. Ymppäysainetta. Grafiitin palloutusaineet Pallografiittivaluraudan valmistuksessa käytettävien magnesiumseosten lukumäärä on lisääntynyt samassa suhteessa kuin varsinaiset valmistusmenetelmätkin. Koostumukseltaan seokset ovat joko Mg, Ni, Cu tai Si valtaisia. Vaikuttavina aineina seoksissa ovat magnesium, cerium ja kalsium. FeSi valtaisissa palloutusaineissa on valmistuksessa käytetystä ferropiistä peräisin olevaa alumiinia, joka osallistuu lisäksi ymppäystapahtumaan korvaten osaksi erillistä ymppäysainelisäystä. Palloutusaineet toimitetaan tavallisesti 1 5mm:n rakeina tai mm:n palasina. Upotinmenetelmää varten on saatavissa valettuja pienoismuotoharkkoja, jotka voidaan sijoittaa upottimeen tai muotin valukanavistoon kaavattuun vastaavan muotoiseen tilaan. Cerium. Cerium on harvinainen maametalli, jota käyttäen pallografiittivaluraudan tekninen valmistus ensimmäiseksi ratkaistiin. Nykyään valmistus tapahtuu magnesiumia käyttäen, mutta ceriumilla on vielä tietty osa menetelmässä, sillä magnesiumin ohella suoritettu pieni cerium lisäys Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 16

17 varmentaa sen, etteivät vähäiset raaka aineiden epäpuhtautena rautaan joutuneet hivenaineet vaaranna käsittelyn onnistumista. Kaupallisella nimellä tunnettu Mischmetal sisältää noin %, ceriumia, % lantaania, % neodyymia, 5 % praseodyymia ja pari % muita harvinaisia maametalleja. Magnesium. Magnesiumia käytetään yleensä 5 % FeSiMg seoksena pallografiittivalurautojen valmistukseen. FeSiMg toimitetaan pulverimaisena ja sitä on saatavissa monissa raekoissa. Magnesium on helposti höyrystyvä ja erittäin reaktiokykyinen aine. Magnesiumin lisääminen sulaan rautaan, teräkseen tai metalliin edellyttää näiden seikkojen huomioon ottamista ja harkintaan perustuvaa varovaisuutta. Magnesiumin kiehumispiste on ilmakehän paineessa 1120 C; upotettuna tätä huomattavasti kuumempaan rautaan tai teräkseen aiheuttaa se kiivaan kuohahduksen. Palavia magnesiumhöyryjä on varottava. Tummia laseja käyttäen on suojattava silmiä häikäisyltä. Magnesiumin ja metallioksidien välinen reaktio on räjähdysmäinen. Magnesiumia käytetään myös jossakin tapauksissa teräksen pelkistysaineena. Käyttö teräksen pelkistyksessä edellyttää esipelkistystä muita keinoja käyttäen sekä laimean magnesiumesiseoksen käyttöä. Metallurgiset apuaineet Kalkki. Kalkkikiveä kuumentamalla saadaan poltettua kalkkia, jota käytetään kuonan muodostajana raudan kupoliuunisulatuksessa, teräsuuneissa ja senkkametallurgiassa. Valimokäyttöön soveltuu parhaiten puhdas kiteinen kalkkikivi, jossa kalsiumkarbonaatti (CaCO3) esiintyy kalkkisälpänä eli kalsiittina. Sellaista kalkkikiveä, joka kalsiumkarbonaatin ohella sisältää magnesiumkarbotiaattia (MgCO3), nimitetään dolomiittiseksi kalkkikiveksi. Dolomiittisiakin kalkkikiviä voidaan sulatuksessa käyttää, mutta muodostuva kuona ei ole yhtä helppojuoksuista kuin kalsiittia käyttäen saatu. Kalkkikiven merkitys kuonanmuodostajana perustuu siihen, että kalkkikivi sitoo uunin vuorauksesta tai panoksesta peräisin olevaa vaikeasti sulavaa, hapanta piidioksidia helposti sulavaksi kalsiumsilikaatiksi, jolloin kuona tulee helppo liukoiseksi. Kun kalsiumkarbonaattia tai magnesiumkarbonaattia kuumennetaan yli 800 C kuumuuteen, poistuu hiilidioksidia (CO2) ja jäljelle jäävät emäksiset kalsium ja magnesiumoksidi (CaO ja MgO). Ne yhtyvät piihappoon (SiO2) muodostaen kalsium ja magnesiumsilikaatteja (esim. CaSiO3). Kalkkikiven arvo kuonanmuodostajana riippuu ratkaisevasti sen puhtaudesta, nimenomaan sen kalsiumkarbonaattipitoisuudesta. Hyvän kalkin CaO pitoisuuden tulisi olla korkea ja SiO2 pitoisuuden mahdollisimman alhainen. Hyvälaatuisen kalkkikiven SiO2 pitoisuus on alle 2,0 % ja CaO pitoisuus vähintään 95 %. Suomalaisissa kalkkilaaduissa CaO on noin 92 %. Kalkkikiven palasuuruuden tulee olla riittävä pysyttämään sen panoskoksin seurassa uunin kuilussa, mutta ei tarpeettoman suuri, koska kalkkikiven tulisi jakautua tasaisesti sulamisvyöhykkeeseen. Sopivin olisi noin mm palakoko. Kalkki on erittäin hygroskooppista eli kosteutta sitovaa, joten se on varastoitava kuivissa tiloissa. Kuva 10. Kalkkikiveä. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 17

18 Piikarbidi. Sähköuunisulatukseen tarkoitetut piikarbidigranulit sisältävät keskimäärin % SiC, 2 5 % Si + SiO2, 2 6 % (vapaata) C, max. 3 % Fe2O3, max. 3 % Al2O3 ja 0,5 1,5 % CaO+MgO. Kupoliuuneihin tarkoitetut briketit sisältävät keskimäärin % SiC, 2 7 % Si + SiO2, 1 6 % (vapaata) C, max. 3 % Fe2O3, max. 3 % Al2O3 ja 0,5 12 % CaO+MgO. Piikarbidia SiC käytetään mm. tehostamaan ymppäysvaikutusta. Se ei yksistään riitä ymppäysaineeksi, mutta se lisää grafiittiytimien määrää. Sitä voidaan käyttää myös piin ja hiilen seostamiseksi rautaan. Piitä lisäämällä voidaan happamien vuorausten kulumista pelkistymällä pienentää. Tämä voidaan toteuttaa lisäämällä piikarbidia panostuksen alussa uunin pohjalle. Piikarbidilla on todettu olevan myös edullisia vaikutuksia pallografiittivaluraudan valmistuksessa. Parantamalla mm. magnesiumin liukenemista, vähentämällä valuvikoja ja vähentämällä karbidien muodostumista. Kupoliuuneissa piikarbidilla on edullinen vaikutus raudan hiilettämisessä ja erityisesti rikinpoistossa. Fluorisälpä. Fluorisälpä parantaa kuonan juoksevuutta ja edistää rikin siirtymistä kuonaan. Fluorisälvän tulisi sisältää kalsiumfluoridia (CaF2) noin %. Tavallisesti se sisältää myös jossain määrin epäpuhtauksia, joita saisi olla kuitenkin enintään 0,2 % piioksidia (SiO2) ja enintään 0,2 % rikkiä. Fluorisälpä syövyttää uunin vuorausta erittäin voimakkaasti, mistä syystä sen käyttöön turvaudutaan happamessa sulatuksessa yleensä vain häiriötapauksissa. Vesijäähdytetyissä, vuorauksettomissa uuneissa emäksisesti sulatettaessa käytetään runsasta kalkkikivilisäystä, jopa 50 % koksin painosta. Silloin on tavanomaista käyttää kalkkikiven ohella fluorisälpää kuonan saamiseksi juoksevammaksi. Osa fluorisälvän fluoria poistuu uunikaasujen mukana piifluoridina SiF4. Fluorisälpää käytetään 1/4 tai enintään 1/3 kalkkikiven määrästä. Fluorisälvän palakoon tulee olla vastaava kuin kalkkikivellä. Kuva 11. Fluorisälpää. Sooda. Sooda eli natriumkarbonaatti (Na2CO3) on vahvasti emäksinen aine, jota käytetään rikinpoistoon kalkkikiven ohella panostettuna kupoliuunisulatuksessa tai samaan tarkoitukseen uunin ulkopuolella kourussa, etusäiliössä tai valusenkassa. Näihin käyttötarkoituksiin soveltuu ainoastaan kidevedetön, rakeinen tai harkoiksi sulatettu sooda. Natriumkarbonaatti sulaa 851 C lämpötilassa muodostaen hyvin juoksevan kuonan, joka ʺkiehuuʺ hiilidioksidia kehittäen. Teknisen soodan natriumkarbonaattipitoisuus on tavallisesti noin %. Kalsiumkarbidi. Kalsiumkarbidin käyttö teräsvalimoissa on vähentynyt. Se on korvattu muilla kalsiumyhdisteillä, kuten kalkilla, kalsiumpiillä tai soodalla. Kalsiumkarbidia CaC2 käytetään pulverimaisena rikinpoistoon. Kalsiumkarbidi (CaC2) eli lyhyesti karbidi valmistetaan sähköuunissa 2250 C kuumuudessa koksin ja poltetun kalkin seoksesta. Tavallinen tekninen karbidi sisältää % CaC2, 16 % CaO sekä muutamia prosentteja alumiini, magnesium ja piioksideja. Sen sulamispiste on noin C. Kupoliuuni käyttöä varten on markkinoilla myös helpommin Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 18

19 sulavaa eutektista karbidia; se sisältää CaC2 noin 72 %, CaO vastaavasti enemmän ja sen sulamislämpötila on noin 1630 C. Kupoliuunikarbidia käytetään tai mm suuruisina paloina. Sähköuuneissa tai vastaavissa käytetään rikinpoistoon tavallista kauppalaatua olevaa karbidia 1 3mm murskeena. Koska muodostuva kuona on kuivaa eikä tartu uunin seinämiin, on rikinpoisto tiettyä varovaisuutta noudattaen suoritettavissa myös happamella vuorauksella varustetuissa uuneissa. Kalsiumkarbidi on varastoitava kuivissa tiloissa, koska se muodostaa veden kanssa räjähdysaltista asetyleenikaasua. Ca2 + 2H2O = CaH2 + Ca(OH)2 Asetyleeni muodostaa ilman kanssa räjähtävän seoksen vaarantaen työturvallisuutta. Karbidi on säilytettävä kuivissa, vesitiiviissä tynnyreissä. Tynnyrien avaaminen on suoritettava kipinöimättömiä työvälineitä käyttäen ja iskuja välttäen. Tynnyreitä ei saa varastoida kellareihin tai muihin heikosti tuuletettuihin tiloihin, eikä tiloihin, joissa on vesi tai höyryputkistoja. Käyttöpisteessä on pidettävä avattuna vain yksi astia kerrallaan. Käytön välillä se on pidettävä asianmukaisella vesitiiviillä kannella peitettynä. Käytettäessä karbidia kupoliuunissa on jokaiseen panokseen tuleva annos tarvittaessa, ts. koksi tai rautapanoksen ollessa märkää tai lumista, suojattava tavalla tai toisella niin, että se tulee sulamisvyöhykkeeseen saakka kuivana. Seosaineiden vaikutus valurautojen ominaisuuksiin Seosaineet muuttavat valuraudoilla sekä eutektista koostumusta että eutektisia lämpötiloja. Eutektisten lämpötilojen (stab./metastab. lisätietoa alla kohdassa valuraudan jähmettyminen) välinen ero on muutettavissa ratkaisevasti. Tämä vaikuttaa suoraan valkoisena jähmettymisen vaaraan. Ns. grafitoivien aineiden tärkein vaikutus tähän on stabiilin systeemin eutektisen lämpötilan nosto ja metastabiilin systeemin vastaavan laskeminen. Näin karbidien muodostuminen tai suorastaan valkoisena jähmettyminen vaatii suurempaa alijäähtymistä. Ns. karbidoivat aineet vastaavasti kaventavat tai jopa hävittävät kokonaan eutektisten lämpötilojen välin. Näin ne siis helpottavat karbidien muodostumista. Tietyt tavalliset seosaineet muuttavat em. lämpötiloja samansuuntaisesti tai tuskin ollenkaan. Niiden vaikutus jähmettymisrakenteeseen on vastaavasti vähäisempi. Jos verrataan grafitoivien ja karbidoivien aineiden vaikutuksia toisaalta eutektisiin lämpötiloihin ja toisaalta eutektisiin koostumuksiin, todetaan, että yleisesti ottaen muutos eutektisessa koostumuksessa kytkeytyy loogisesti muutokseen lämpötilassa. Yksittäinen seosaine saattaa kuitenkin esim. nostaa eutektista hiilipitoisuutta (stabiloida karbideja) ja samalla joko nostaa tai laskea metastabiilia eutektista lämpötilaa. Samalla kun muistetaan, että jähmettymisrakenne on tärkein lujuuteen ja käyttöominaisuuksiin vaikuttava tekijä, on pidettävä mielessä, että kullakin seosaineella on omat vaikutuksensa austeniitin hajautumistuloksiin (eli eutektoidiseen reaktioon), eikä näitä tule sekoittaa keskenään. Seosaineiden vaikutusta jähmettymisrakenteeseen korostaa myös aina jossain määrin tapahtuva suotautuminen. Esim. karbidoivat aineet ja austeniittiin huonosti liukenevat aineet tapaavat suotautua jähmettymisrintaman edeltä jäljellä olevaan sulaan. Grafitoivat aineet taas suotautuvat tyypillisesti jähmettyneeseen austeniittiin. Näin sulan seosainepitoisuudet poikkeavat merkittävästi jähmettymisen loppuvaiheessa siitä, mitä ne olivat alussa. Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 19

20 Seosaineiden suotautuminen siis kaventaa eutektisten lämpötilojen väliä tavallisesti ja edistää raerajakarbidien muodostumista. Seosainepitoisuudet yleensä ja etenkin karbidoivat aineet aiheuttavat suotautumisongelmia. Grafitoivien aineidenkaan lisäämistä ei pidetä parhaana ratkaisuna tähän. Sen sijaan on vältettävä yleensäkin kaikkia suotautuvia aineita ja nopeutettava eutektista jähmettymistä sekä lisättävä eutektisten solujen lukumäärää (vrt. ymppäys). Tällä pyritään suotautumiseen liittyvien välimatkojen pienentämiseen (diffuusion helpottaminen). Kuva 12. Seosmetallien vaikutus suomugrafiittivaluraudan lujuuteen ja kovuuteen. Ferriittis perliittisessä teräksessä perliitin osuuden määrää ensisijaisesti hiilipitoisuus. Niukkahiilisen ferriitin ja enemmän hiiltä sisältävän perliitin keskinäinen suhde riippuu mm. kokonaishiilipitoisuudesta. Runsashiilisemmät ferriittis perliittiset teräkset sisältävät siten enemmän perliittiä. Valuraudoissa sen sijaan hiiltä on sekä metallisessa matriisissa että grafiittina. Niinpä matriisissa olevan hiilen määrä voi vaihdella suurestikin. Matriisin ferriitti perliitti suhteeseen valuraudoissa vaikuttavat ferritoivat ja perlitoivat aineet. Seosaineiden vaikutuksia valurautoihin on esitetty allaolevassa taulukossa. Taulukko 2. Seiosaineiden vaikutuksia valurautoihin. Graftoivat Grafitointikerroin Karbidoivat Karbidointikerroin Perlitoivat Perlitointikerroin Ferritoivat Austeniittia suosivat Pii (Si) Fosfori (P) Alumiini (Al) Titaani (Ti) Nikkeli (Ni) Kupari (Cu) +1,00 +1,00 +0,50 +0,40 +0,35 +0,20 Mangaani (Mn) Molybdeeni (Mo) Kromi (Cr) Vanadiini (V) Boori (B) 0,25 0,30 1,00 2,50 Tina (Sn) Molybdeeni (Mo) Fosfori (P) Kupari (Cu) Titaani (Ti) Mangaani (Mn) Nikkeli (Ni) Kromi (Cr) 39 7,90 5,60 4,90 4,40 0,44 0,37 0,37 Pii (Si) suurina (min. 10%, usein enemmän) pitoisuuksina mangaani (Mn) ja nikkeli (Ni) Rautametallien sulatuksen raaka ja apuaineet 20