<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Stickstoffanreicherung einer mit einer
Schlackendecke bedeckten Stahlschmelze
In den letzten Jahren ist erkannt worden, dass Stähle mit einem Gehalt an in geeigneter Weise ver- teilten Metallnitriden, beispielsweise Aluminiumnitrid, verschiedene hervorragende Eigenschaften be- sitzen. So sind insbesondere die mechanischen Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit und insbesondere die
Tieftemperaturzähigkeit, nitridhaltiger Stähle wesentlich besser als Stähle vergleichbarer chemischer Zu- sammensetzung, jedoch ohne einen Gehalt an Nitrid. Nitridhaltige Stähle sind im übrigen auch alterungs- beständig.
Bei der Herstellung solcher nitridhaltiger Stähle wurde beispielsweise so vorgegangen, dass zunächst der geschmolzene Stahl in geeigneter Weise mit Stickstoff angereichert wurde, worauf dieser Stickstoff im Stahl im allgemeinen mittels solcher metallischer Elemente, wie beispielsweise Aluminium, Beryllium, Niob, Titan, Zirkon oder Vanadium, fixiert wurde, die leicht harte Nitride in Teilchenform liefern. In diesem Falle muss die in den geschmolzenen Stahl eingeführte.
Stickstoffmenge und die Menge des anschliessend zugegebenen metallischen Elementes sorgfältig so kontrolliert werden, dass der erhaltene Stahl den gewünschten Nitridgehalt aufweist, wobei auch bei der Auswahl des nitridbildenden metallischen Elementes mit Sorgfalt vorgegangen werden muss, da nicht alle der bekannten Nitridbildner im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften des Stahles gute Ergebnisse liefern.
Für die Anreicherung des geschmolzenen Stahles mit Stickstoff sind eine Anzahl von Verfahren vorgeschlagen worden. Imai und Ishizaki schlugen in"Nippon Kinzoku Gakkaishi (The Journal of the Japan Institute of Metals)", Bd. 16, Nr. l [1952]. vor. die Schlacke aus Kaliumferrocyanid oder Kaliumferricyanid aufzubauen (I). In"Tetsu To Hagane (TheJournal of The Iron and Steel Institute of Japan)", Bd. 27, Nr. 8 [1941], schlug Takadera vor, die Schlacke unter Verwendung von Kaliumcyanid (Ca (CN) 2) herzu- stellen (n) oder die Stahlschmelze nach dem Schlackenabstich genügend lange mit der umgebenden Luft in Berührung zu bringen (in). H. J.
Wiester und Mitarbeiter schlugen in "Stahl und Eisen", Bd, 77, H. 12 [1957], vor, stickstoffhaltiges Ferromangan oder wasserfreies Kalziumnitrat auf die Schmelze zu werfen (IV), und wiesen darauf hin, dass auch beim Thomasverfahren eine Stickstoffanreicherung zu beobachten ist (V). Ein Verfahren, bei welchem Stickstoff oder ein aus Stickstoff und einem inerten Gas bestehendes Gasgemisch unter solchem Druck in die Schmelze eingeblasen wird, dass die für die Stickstoffanreicherung erforderlichen geeigneten Bedingungen gegeben sind, ist in der franz. Patentschrift Nr. 1. 287. 688 beschrieben (VI).
Dort ist auch ein Verfahren beschrieben, bei welchem bei erhöhten Temperaturen leicht zersetzliche feste Nitride zusammen mit Stickstoff oder einem inerten Gas oder einem aus Stickstoff und einem inerten Gas bestehenden Gasgemisch-unter hinsichtlich des Trägergases ähnlichen Bedingungen in die Schmelze eingeblasen werden (VII). In ähnlicher Weise wird gemäss der franz. Patentschrift Nr. 885. 375 Eisennitrid der ungefähren Zusammensetzung FeN verwendet (VIll).
Jedes der erwähnten Verfahren ist für einen bestimmten Zweck zufriedenstellend, jedoch treten bei der üblichen Herstellung von niedrig gekohlten Stählen und niedrig gekohlten, niedrig legierten Stählen, die vorwiegend hergestellt werden, in den grossen Schmelzöfen, wie beispielsweise Elektroofen, ID- Konvertern und insbesondere in Siemens-Martin-Öfen, beim Arbeiten nach den oben angegebenen
<Desc/Clms Page number 2>
Verfahren häufig Mängel auf. So sind beispielsweise die umseits erwähnten Verfahren (I, II), bei welchen die Schlacke unter Verwendung spezieller stickstoffhaltiger Chemikalien hergestellt wird, nicht wirt- schaftlich.
Das Verfahren (IM), bei welchem die Stahlschmelze direkt mit Luft in Berührung gebracht wird, kann bei grossen Öfen nicht ohne weiteres durchgeführt werden, da, selbst wenn der Zeit- und Ar- beitsaufwand für die Entfernung der Schlacke in Kauf genommen wird, es unvermeidlich ist, dass gleich- zeitig mit einer Stickstoffadsorption durch die Stahlschmelze eine Oxydation derselben einhergeht.
Jenes
Verfahren (IV), welches sich des stickstoffhaltigen Ferromangans bedient, scheint für die Praxis noch am geeignetsten zu sein, besitzt jedoch den Nachteil stark schwankender Stickstoffanreicherung, da, wenn die die Stahlschmelze bedeckende Schlackendecke die übliche Dicke besitzt, während des Durchganges des Ferromangans durch die Schlackendecke eine Oxydation des Ferromangans eintritt, welche einen un- vorhersagbaren, grossen Verlust an Stickstoff bewirkt, so dass die Nitrierfähigkeit des Ferromangans, noch bevor es zur Oberfläche der Metallschmelze gelangt, verringert wird. Jenes Verfahren (V), bei welchem man sich des Thomas-Konverters bedient, ist wieder deshalb von beschränktem Wert, weil diese Konver- tertype aus den Stahlwerken allmählich durch andere Ofentypen verdrängt wird.
Für die wirksame An- reicherung von Stahlschmelze mit Stickstoff im Rahmen einer zeitgemässen Stahlerzeugung grossen Stils in grossen Schmelzöfen bleiben somit nur die Verfahren (VI bzw. VII) übrig, wobei entweder Stickstoff oder ein aus Stickstoff und einem inerten Gas bestehendes Gasgemisch direkt in die Stahlschmelze unter einem solchen Druck eingeblasen wird, dass dieStahlschmelze ausreichend umgewälzt, jedoch nicht über- mässig viel Stahlschmelze ausgeworfen wird bzw. wobei ein zersetzliches festes Nitrid, wie beispielswei- se Kalziumeyanamid, unter Verwendung von Stickstoff oder einem inerten Gas, oder einem Gemisch der beiden, als Trägergas direkt in die Stahlschmelze unter den obigen Bedingungen ähnlichen Bedingungen und unter ähnlichem Druck eingeblasen wird.
Da bei jedem dieser-beiden Verfahren das Nitriermitte1. sei es in Form eines Gases oder eines Gases und einer festen, zersetzlichen, stickstoffhaltigen Verbindung direkt in die Schmelze eingeblasen wird, werden im folgenden diese beiden Verfahren als direkte Ver - fahren" bezeichnet.
Obwohl diese beiden direkten Verfahren in neuzeitlichen grossen Stahlschmelzöfen, wie SiemensMartin-Öfen, Lichtbogenöfen oder oberflächenblasenden Konvertern durchgeführt werden können, besitzen sie doch einige Mängel. Damit nämlich das Nitriermittel unter Auf echterhaltung einer wirksamen Umwälzbewegung der Stahlschmelze mittels des Trägergases direkt in die Stahlschmelze eingeblasen werden kann, muss die Lanze während der gesamten Blasdauer weitgehend gerade gehalten werden.
Obwohl dieser Forderung durch fachgemässe Auswahl einer Lanze geeigneter Wandstärke oder durch Ummantelung der Lanze mit thermisch resistentem Wärmeisolationsmaterial, wie beispielsweise Keramik, entsprochen werden kann, so steht doch der erzielte thermische Schutz der Blaslanze in direktem Zusammenhang mit der Geradehaltung der Blaslanze und damit der Wirksamkeit der Stickstoffanreicherung bzw. der Stickstoffausnutzung. Für die Herstellung vervollkommneter Blaslanzen sind somit laufend Ausgaben und Arbeitsaufwand erforderlich. und auch die Korrosion der Blaslanze durch die Schmelze führt zu einem hohen Verbrauch an Lanzen.
Dieoben erwähntenschwierigkeiten treten insbesondere bei direkt mit Gas beheizten Öfen, beispiels- weise Siemens-Martin-Öfen, auf, in denen es in Anbetracht der heissen Ofenatmosphäre oft unmöglich ist, die Lanze gerade zu halten. Ziel der Erfindung ist es nun, Vorkehrungen zu treffen, um unter Vermeidung der oben erwähnten Schwierigkeit Stahlschmelze wirksam mit Stickstoff anreichern zu können. Es wurde gefunden, dass, wenn eine feste, bei erhöhten Temperaturen leicht zersetzliche stickstoffhaltige Verbindung in Teilchen-bzw.
Pulverform mittels eines Stickstoffstromes oder mittels eines gegenüber der Stahlschmelze und der Schlacke inerten Gases, oder einer Mischung dieser Gase, in die Schlacke nahe der Schlacke-Metall-Grenzfläche eingeblasen wird, die Stickstoffanreicherung der Stahlschmelze, unter deutlicher Verringerung der Lanzenabnutzung und ohne besondere Sorgfalt auf die Geradehaltung der Blaslanze verwenden zu müssen, erfolgreich bei stabiler Stickstoffverwertung durchgeführt werden kann, obzwar die Stickstoffausnutzung geringfügig niedriger ist als bei den "direkten Verfahren".
DieErfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Stickstoffanreicherung einer mit einer Schlackendecke bedeckten Stahlschmelze, bei welchem eine bei hohen Temperaturen unter Stickstoffabspaltung zersetzliche Verbindung, beispielsweiseKalziumcyanamid oder ein bei hohen Temperaturen zersetzliches Nitrid oder Gemische derselben, gegebenenfalls vermischt mit elementarem Kohlenstoff, mittels Stickstoff oder eines sowohl gegenüber der Stahlschmelze als auch der Schlacke inerten Gases oder eines Gemisches derselben, der Stahlschmelze zugeführt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der unter Stickstoffabspaltung zersetzlichen Verbindung zur Stahlschmelze mittels des inerten Gases durch Einblasen in den unteren Teil der Schlackendecke, jedoch oberhalb der Oberfläche der Stahlschmelze erfolgt.
<Desc/Clms Page number 3>
Der wesentliche Unterschied, mit welchem sich das erfindungsgemässe Verfahren von irgend einem andern Verfahren zur Stickstoffanreicherung unterscheidet, ist in der Lage zu sehen, welche die Stickstoffzufuhrstelle relativ zum Metall einnimmt. Während nämlich bei den herkömmlichen Verfahren zur Stickstoffanreicherung die Stickstoffzufuhrstelle sich stets in der Stahlschmelze befindet, befindet sich im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens die im wesentlichen von gasförmigem oder aus der in der oben beschriebenen Weise eingeblasenen festen, stickstoffhaltigen Verbindung in Freiheit gesetztem naszierendem Stickstoff gebildete Stickstoffquelle oberhalb der Oberfläche der Stahlschmelze und innerhalb der Schlackendecke, wo sie in wirksamer Weise durch die darüber befindliche Schlackendecke von einer direkten Berührung mit der Ofenatmosphäre geschützt ist.
Mit andern Worten heisst dies, dass gemäss der Erfindung das Zuführungsrohr, ob es nun thermisch isoliert ist oder nicht, in die Schlackendecke in einem bestimmten Winkel zur Oberfläche zur Schlackendecke eingeführt und so gehalten wird, dass sich ihre Austrittsöffnung etwas oberhalb der Grenzfläche Schlacke-Metall, nämlich innerhalb der Schlackendecke, d. h. im unteren Teil der Schlackendecke, befindet. Die Bedienungsperson kann leicht die Lage der Grenzfläche zwischen Metall und Schlacke feststellen, da sich beim Durchführen des Zuführungsrohres durch die Schlacke eine plötzliche Widerstandsänderung bemerkbar macht. Wenn auch der Winkel, den das Zuführungsrohr mit der Schlackenoberfläche einschliesst, häufig von der Ofenbauart abhängt, so soll doch, wo immer möglich, ein Winkel von etwa 15 bis 600 eingehalten werden.
EMI3.1
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Fig. l der Zeichnung erläutert schematisch den FalL bei welchem eine thermisch isolierte Blaslanze in die Schlackendecke eingeführt ist, während Fig. 2 schematisch jenen Fall erläutert, bei welchem eine nicht thermisch isolierte Lanze in die Schlackendecke eingeführt ist.
Wie oben erwähnt, soll der Winkel, welchen das Zuführungsrohr mit der Schlackendecke einschliesst,
EMI3.2
wand des Ofens, mit 2 die Ofentür mit der Chargieröffnung, mit 3 das Zuführungsrohr, mit 4 die um dieses Rohr 3 herum angeordnete Wärmeisolation, mit 5 die Schlackendecke und mit 6 die Metallschmelze bezeichnet.
Mit dem Einblasen der festen, zersetzlichen, stickstoffhaltigen Verbindung, wie beispielsweise Kalziumnitrid, wird unmittelbar, nachdem das Zuführungsrohr in die richtige Lage gebracht worden ist, begonnen. Ein mit einer ausreichenden Wärmeisolation versehenes Zuführungsrohr ist in der Lage, die oben erläuterte Stellung relativ zur Schlackendecke während der gesamtenDauer der Einblasung des Nitrids unverändert zu halten. Wenn jedoch das Zuführungsrohr nicht gegen Wärme abgeschirmt ist, so erweicht der der heissen Ofenatmosphäre ausgesetzte Teil desselben nach der Einführung, und dieser Teil sinkt unter seinem Eigengewicht und unter dem Einfluss des Auftriebs des in die Schlackendecke eingeführten Rohrstückes nach unten ab.
Das innerhalb der Schlackendecke befindliche Rohrstück bleibt jedoch in Anbetracht der vom das Rohr durchströmenden Gasstrom ausgeübten Kühlwirkung und der über diesen Teil des Zuführungsrohres erstarrenden Schlacke ausreichend gerade. Da das spezifische Gewicht des so inkrustier- ten Zuführungsrohres bedeutend kleiner ist als das der Stahlschmelze, jedoch grösser als das der schmelzflüssigen Schlacke, nimmt das Zuführungsrohr im unteren Teil der Schlackendecke eine Lage ein, die etwa parallel ist zur Oberfläche der Schlackendecke, und das Rohr sinkt nicht einmal in die Stahlschmelze ab. Diese Verhältnisse sind in Fig. 2 schematisch dargestellt, in welcher die der Fig. 1 entsprechenden Bezugszeichen verwendet worden sind.
Unter den oben beschriebenen Verhältnissen wird die dem unteren Teil der Schlackendecke oberhalb der Stahlschmelze zugeführte feste stickstoffhaltige Verbindung zersetzt, wobei im Falle der Verwendung von Kalziumcyanamid die Reaktion im Sinne der Gleichung
EMI3.3
abläuft. Durch den in der Stahlschmelze in Form von FeO enthaltenen Sauerstoff wird das gemäss der obigen Reaktionsgleichung entstehende Kalzium und auch der entstehende Kohlenstoff gemäss den Reaktionsgleichungen
EMI3.4
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
in Anbetracht dieser Durchwirbelung der Schmelzenoberfläche in innige Berührung mit der Stahlschmelze gebracht.
Da diese Durchwirbelung einer Rührwirkung äquivalent ist, trägt der Stickstoff wie im Falle des "direktenVerfahrens" wesentlich zu einer erfolgreichenstickstoffanreicherung der Stahlschmelze bei. Der freigesetzte Stickstoff wird von der Stahlschmelze leicht aufgenommen. Es ist augenscheinlich, dass die vom Ca und vom C ausgeübte Reduktionswirkung, die, obzwar sie nur lokal auftritt, dennoch sehr kräftig ist, wesentlich für die erzielte Stickstoffanreicherung ist, da, wie allgemein bekannt ist und durch alle Fachleute, beispielsweise Takadera, anerkannt wird, ohne eine wirksame Desoxydation keine wirksame Stickstoffanreicherung möglich ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Stickstoffanreicherung in einer Stahlschmelze ist auch dann durchführbar, wenn an Stelle reinen Kalziumcyanamids rohes, verschiedene Verunreinigungen, hauptsächlich freien Kohlenstoff, enthaltendes rohes Kalziumcyanamid verwendet wird. Bei Verwendung dieses rohen Cyanamids, welches oft als Kalziumcyanamid von Düngemittelqualität bezeichnet wird, laufen die Reaktionen im wesentlichen wie nach den Reaktionsgleichungen (1).
(2) und (3). u. zw. wie folgt ab :
EMI4.2
Bei Verwendung von Kalziumcyanamid von Düngemittelqualität ist jedoch zu beachten, dass, wenn es mehr Kohlenstoff enthält als für die Reaktion nach Gleichung (6) erforderlich ist, das Stahlbad durch den überschüssigen Kohlenstoff aufgekohlt wird.
Obzwar es augenscheinlich ist, dass die oben beschriebenenReaktionen bei der Stickstoffanreicherung des Stahles durch jedes bei erhöhten Temperaturen unter Freisetzung von Stickstoff zersetzliche Nitrid, welches anstelle von Kalziumnitrid verwendet wird, eingeleitet werden, so ist es, da bei der Zersetzung dieser Nitride kein CO entsteht und die sich daraus ergebende Rührwirkung auf die Stahlschmelze ausbleibt, erforderlich, die Rührung irgendwie, beispielsweise durch direktes Einblasen von Stickstoff oder eines inerten Gases, oder eines Gemisches derselben, in das Stahlbad oder durch absichtliche Zugabe von Kohlenstoff zum Nitrid in einer Menge, die nach Gleichung (6) verbraucht werden kann, zu bewerkstelligen.
Ähnliche Sorgfalt ist auch dann nötig, wenn raffiniertes Kalziumcyanamid verwendet wird, da in solchenFällen der aus demKalziumcyanamid inFreiheit gesetzte Kohlenstoff unter Umständen nicht ausreicht, die erforderliche Rührwirkung auf die Stahlschmelze zu ergeben.
Es wurde gefunden, dass eineSchIackendecke von einer Dicke von etwa 3 cm ausreicht, um die-wie oben beschrieben - entstehende Stickstoffquelle vor direkter Berührung mit der Ofenatmosphäre zu bewahren bzw. das Entweichen von Stickstoff in die Ofenatmosphäre zu vermeiden.
Die Erfindung wird im Rahmen der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 : Etwa 10 t Stahl wurden in einem Lichtbogenofen mit einem Fassungsraum von 10 t
EMI4.3
und die Schlacke war eine typische dunkelgraue oxydierende Schlacke. Ein etwa 3. 5 m langes Stahlrohr wurde ohne jeden Wärmeschutz mit einem Winkel von etWa 400 zur Schlackenoberfläche in die Schlacken- decke so weit eingeführt, dass etwa 1, 5 m des Rohres aus dem Ofen herausragten. Der der heissen Ofenatmosphäre ausgesetzte, etwa Im lange Teil des Stahlrohres erweichte und sackte 20 sec nach Einführung des Stahlrohres in dieSchlacke nach unten ab. Es war sodann das ganze Rohr, u. zw. das 1, 0 m lange, aus dem Ofen herausragende Rohrstück, das erweichte und nach unten abgesackte Rohrstück von etwa 1 m Länge und das etwa 1, 5 m lange, in der Schlacke befindliche gerade Rohrstück klar erkennbar.
. Sodann wurde Kalziumcyanamid von Düngemittelqualität von der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung in einer Menge von 0,8 kg Kalziumcyanamid pro Tonne und Minute Stahlschmelze mittels Stickstoff als Trägergas eingeblasen. Durch Vermessung konnte festgestellt werden, dass das Zuführungsrohr während der gesamten Blasdauer in der oben beschriebenen Anfangslage verblieb und der Rohrverlust am Rohrende nicht mehr als etwa 25 cm betrug.
Nach Beendigung des Blasvorganges konnte das Rohr nach dem Ausrichten wieder verwendet werden.
<Desc/Clms Page number 5>
Tabelle 1
EMI5.1
<tb>
<tb> Chemische <SEP> Analyse <SEP> des <SEP> Kalziumcyanamids, <SEP> % <SEP>
<tb> CaCN2 <SEP> CaO <SEP> C <SEP>
<tb> 55 <SEP> 33 <SEP> 12
<tb>
Die gemäss den Gleichungen (5) und (6) ablaufenden Reduktionsvorgänge liefen, wie durch Tabelle n belegt wird, zufriedenstellend ab.
NachBeendigung desEinblasens desKalziumcyanamids wurde die Zusammensetzung und die Temperatur der Schmelze auf Sollwert gebracht, worauf die Stahlschmelze in an sich bekannter Weise abgestochen wurde. Die Zusammensetzung des so erhaltenen Stahles und Angaben über die Reduktion der Schlakke finden sich in Tabelle fi.
Tabelle II
Löffelprobe, %
EMI5.2
<tb>
<tb> Schlacke <SEP> Stahl
<tb> Fe
<tb> bei <SEP> Blasbeginn <SEP> : <SEP> bei <SEP> Blasende: <SEP> %C <SEP> %Si <SEP> %Mn <SEP> %P <SEP> %S <SEP> % <SEP> lösliches <SEP> StickstoffAI <SEP> N <SEP> ausbeute. <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> 18, <SEP> 55 <SEP> 5, <SEP> 80 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 0, <SEP> 23 <SEP> 1, <SEP> 24 <SEP> 0, <SEP> 009 <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP> 0, <SEP> 050 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 15
<tb>
Aus Tabelle II ergibt sich, dass der Stahl erfolgreich mit Stickstoff angereichert wurde. Der Grund, weshalb im vorliegenden Falle der Aluminiumgehalt des Stahles-in ungewöhnlicher Weise höher liegt als in Stählen sonst gleicher Zusammensetzung, liegt darin, dass Aluminium zugesetzt wurde, um später Aluminiumnitrid in der vorbestimmten Menge zu ergeben.
Beispiel 2 : Kalziumcyanamid der gleichen Zusammensetzung wurde so wie gemäss Beispiel I eingeblasen, wobei jedoch die Menge der Stahlschmelze etwa 12 t betrug und Kalziumcyanamid in einer Menge von 1 kg pro Tonne und Minute Stahl zugeführt wurde. Das Verhältnis von Kalziumcyanamid zum Stahl wurde höher gewählt, um einen höheren Stickstoffgehalt des Stahles zu erzielen. Die übrigen Faktoren, wie beispielsweise Änderung der Schlackenzusammensetzung bzw. die Art, Form und Grösse des Zuführungsrohres und der Rohrverschleiss, waren mit den entsprechendenFaktoren im vorhergehenden Beispiel fast identisch.
In Tabelle m ist die Zusammensetzung des erhaltenen Stahles und der erhaltenen Schlacke angegeben.
Tabelle III Jöffelprobe, %)
EMI5.3
<tb>
<tb> Schlacke <SEP> Stahl
<tb> Fe
<tb> vor <SEP> dem <SEP> Blasen <SEP> : <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Blasen <SEP> %C <SEP> %Si <SEP> %Mn <SEP> %P <SEP> %S <SEP> % <SEP> lösliches <SEP> StickstoffAI <SEP> N <SEP> ausbeute, <SEP> 0/0
<tb> 16, <SEP> 4 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 010 <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP> 0. <SEP> 071 <SEP> 0, <SEP> 021 <SEP> 15
<tb>
Es ergibt sich auch hier wieder, dass eine wirksame und genau kontrollierte Stickstoffanreicherung der Stahlschmelze erzielt werden konnte.
Durch diese zwei Beispiele wird unzweifelhaft erläutert, dass es möglich ist, durch das erfindungs- gemässeverfahren die Anreicherung der Stahlschmelze mit grossen Mengen Stickstoff bei konstanter Stickstoffausbeute genau zu kontrollieren. Wenn das erfindungsgemässe Verfahren mit den eingangs erwähnten "direkten Verfahren", einschliesslich den oben anbeführten älteren Verfahren, verglichen wird, so ergibt sich folgendes :
<Desc/Clms Page number 6>
1. Bei ähnlichem Kohlenstoffgehalt beträgt gleichgültig, ob die Schlacke reduzierend oder oxydierend ist, beim erfindungsgemässen Verfahren dieStickstoffausbeute etwa 15%, während sie beim "direkten Verfahren" etwa 1' !, 5-21, 5% beträgt. 2.
Die Konstanz der Stickstoffausnutzung ist bei beiden Verfahren in gleicherweise äusserst zufriedenstellend. 3. Es ist nicht mehr erforderlich, so wie beim "direkten Ver- 5 fahren" der Geradehaltung des Zuführungsrohres besonderes Augenmerk zu schenken, so dass die Arbeit nach dem erfindungsgemässen Verfahren wesentlich einfacher ist. 4.
Obzwar das "direkte Verfahren" in öfen mit relativ niedriger Temperatur der Ofenatmosphäre und geringem Fassungsvermögen, wie beispielsweise elektrischen Lichtbogenöfen, in denen in Anbetracht des geringen Chargengewichts die gesamte Blasdauer kurz ist, in vollkommener Weise durchführbar ist, ist es dennoch äusserst schwierig, das direkte Verfahren" bei Siemens-Martin-Öfen anzuwenden, in denen die Temperatur der Ofenatmosphäre sehr hoch und die Menge des mit Stickstoff anzureichernden Stahles wesentlich grösser ist als in den beispielsweise genannten Lichtbogenöfen. 5.
Da die Dichte der Schlacke und damit der vom Trägergas zu überwindende Widerstand der Schlackendecke wesentlich geringer ist als die entsprechenden Grössen des Stahles bzw. der Stahlschmelze, kann nach dem erfindungsgemässenverfahren mit geringerem Gasdruck geblasen werden als beim "direkten Verfahren". 6. Während sich beim direkten Verfahren der günstige Nebeneffekt einer kräftigen Umwälzung der Stahlschmelze und damit einer raschen Zusammenballung und Ausscheidung nichtmetallischer Einschlüsse ergibt, wodurch ein von Einschlüssen wesentlich freierer Stahl erhalten wird, ergibt sich ein ähnlicher Effekt auch beim erfindungsgemässen Verfahren durch die auf die Ober- fläche der Stahlschmelze ausgeübte kräftige Rührwirkung.
Obwohl im Rahmen der gegebenen Beispiele nur das Arbeiten nach dem erfindungsgemässen Verfahren in Elektroöfen beschrieben wurde, so ist es ohne weiteres verständlich, dass das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip in seiner Anwendbarkeit nicht auf diese besonderen Schmelzöfen eingeschränkt ist und auch bei andern grossen Stahlschmelzöfen, wie beispielsweise oberflächenblasenden Konvertern oder SiemensMartin-Öfen, angewendet werden kann, und dass das erfindungsgemässe Verfahren zur Stickstoffanreicherung nicht nur dazu geeignet ist, Stahl mit Stickstoff anzureichern, sondern auch dazu geeignet ist, jede mit einer Schlackendecke bedeckte Metallschmelze mit Stickstoff anzureichern.