AT383618B

AT383618B - Verfahren zur behandlung von stahlschmelzen in einem metallurgischen gefaess

Info

Publication number: AT383618B
Application number: AT36682A
Authority: AT
Inventors: Otto Dipl Ing Koeller
Original assignee: Voest Alpine Ag
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1987-07-27
Also published as: ATA36682A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Stahlschmelzen in einem metallurgischen Gefäss, in welches mittels pneumatischer Förderung, vorzugsweise unter Verwendung von Argon und/oder Stickstoff als Trägergas, die Legierungs- und Zuschlagstoffe eingebracht werden. Pneumatische Fördereinrichtungen sind beispielsweise der DE-OS 2703736 für die Kohleverga- sung zu entnehmen. Zur Entschwefelung, Entphosphorung, Desoxydation, zum Legieren, zur
Aufkohlung, Aufstickung oder Stickstoffabsenkung, Modifizierung der nichtmetallischen Einschlüsse,
Entfernung unerwünschter Begleitelemente, Kornfeinung und Temperatureinstellung durch Kühlung ist es bereits bekannt, entsprechende Legierungs- oder Zuschlagstoffe in die Schmelze einzublasen.

Beispielsweise ist es aus der AT-PS Nr. 337238 bereits bekanntgeworden, unter einer Schlacke in eine Stahlschmelze hochbasische Kalk-Flussspatschlacke in feinkörnigem Zustand einzublasen, wodurch eine Entschwefelung der Stahlschmelze erzielt werden soll.

Die Stahlherstellung aus flüssigem Roheisen erfolgt üblicherweise in einem Konverter.

Es handelt sich hiebei um Stahlmengen zwischen 40 und 200 t. Mit Rücksicht auf den schnellen
Ablauf des Frischprozesses im Sauerstoffkonverter ist es nur bedingt möglich, den Stahl qualitäts- mässig von der Legierungsseite her zu beeinflussen.

Gewisse enge Analysengrenzen von Legierungsmetallen sind beim Konverterstahl schlechthin unmöglich. In solchen Fällen musste in mehreren voneinander getrennten Ofenaggregaten gearbeitet werden, wodurch naturgemäss hohe Herstellungskosten für die entsprechende Anlage entstehen.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein einfaches Verfahren anzugeben, bei welchem Stahl- schmelzen durch Legierungszugaben in ihrer Qualität verbessert werden können und mit welchem eine hohe Treffsicherheit in bezug auf die gewünschte Analyse erzielt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Legierungs- und Zuschlagstoffe einzeln oder in Gemischen unmittelbar aneinander anschliessend, gegebenenfalls durch Trägergaspolster in der Zuführungsleitung voneinander getrennt, in einem Arbeitsgang in das Bad eingeblasen werden, wobei der Druck und/oder das Volumen des Trägergases entsprechend den Legierungs- und/oder
Zuschlagstoffen gesteuert wird.

Dadurch, dass sämtliche Legierungs- und Zuschlagstoffe unmittelbar aneinander anschliessend in vorbestimmter Reihenfolge in einem Arbeitsgang eingeblasen werden, beschränkt sich der apparative Aufwand für das Einbringen der Legierungsbestandteile auf eine einzige Lanze, welche vorzugsweise als Tauchlanze ausgebildet ist. Vor allen Dingen bei der Behandlung von kleinen Teilmengen des zu behandelnden Stahles stellt die Zeit für die
Einbringung aller Zuschlagstoffe einen kritischen Verfahrensparameter dar und durch den erfin- dungsgemässen Vorschlag lässt sich diese Zugabezeit überaus gering halten. Vor allen Dingen eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren dazu, empfindliche Zuschlagstoffe in einer Weise aufzugeben, dass ein Abbrand nicht befürchtet werden muss. Es wird somit die Trennsicherheit für engste Analysengrenzen wesentlich erhöht.

Im besonderen ist es möglich, die Stahlschmelze mit relativ teuren Legierungsmitteln zu stabilisieren. Es kann hier die gewünschte Menge zugegeben werden ; ein Abbrand kann praktisch nicht eintreten. In diesem Zusammenhang wird im besonderen auf Ferrolegierungen von Bor, Niob und Tantal verwiesen, bei welchen ein sehr starker Abbrand bei konventionellen Verfahren zu bedeutenden Ungenauigkeiten in der Analyse führt.

Ebenso ist es ohne weiteres möglich, eine Modifikation der Schmelze mit abbrandempfindlichen Legierungen, wie Vanadin und Titan, durchzuführen.

Besonders gute Ergebnisse wurden bei der Auflegierung mit Legierungselementen beobachtet, wenn zwischen jeder Legierungs-bzw. Zuschlagstofförderung eine Spülung mit einem Spülgas erfolgt. Als Spülgase haben sich im besonderen inerte Gase, wie Stickstoff und Argon, bewährt.

Derartige Spülungen haben auch den Vorteil, dass die Zahl der Einschlüsse vermindert wird.

Die Spülung wird im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens durch die Trägergaspolster zwischen den einzelnen Zugaben der Legierungs- und/oder Zuschlagstoffe bewirkt. Mit Rücksicht auf die überaus rasche Zugabemöglichkeit kann es bei einzelnen Legierungen möglich sein, auf eine zusätzliche Beheizung des metallurgischen Gefässes zu verzichten. In vorteilhafter Weise kann jedoch die Schmelze beheizt werden, um Temperaturabsenkungen durch die Legierungsund/oder Zuschlagstoffe entgegenzuwirken.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand des nachfolgenden Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Aus der laufenden Produktion des LD-Stahlwerkes wurden zur Herstellung eines niedriglegier- ten Stahles 60 t Schmelze in eine Pfanne abgegossen. Die Schmelze hatte die Zusammensetzung von 0,05% C, 0, 01% Si, 0,03% S, 0,03% P, 0,60% Mn, 0,06% Al, Rest Fe und Stahlbegleiter.

Die Schmelztemperatur betrug 16400C.

Gewünscht wurde ein Vergütungsstahl mit 0, 25% C, 0, 30% Si, 0, 1% V, 1% Cr, 0, 60% Mn,
Rest Fe- und Stahlbegleiter. Die Legierungselemente wurden in folgender Reihenfolge und Menge über die Konditionierungsanlage in die Schmelze eingebracht, wobei als Trägergas Argon verwendet wird, welches 10% Stickstoff enthält.

1. 120 kg Fe-V
2.900 kg Fe-Cr
3.210 kg Fe-Si
4.66 kg Elektrodenmehl
Der angestrebte Vanadingehalt von 0, 1% wurde mittels Ferrovanadin (60% V, kohlenstofffrei) in der Schmelze eingestellt. Zum Auflegieren des Chromgehaltes wurde Ferrochrom mit 6% C,
69% Cr und 0,6% Si verwendet. Der erwünschte Si-Gehalt wurde mit Ferrosilizium 90% und der
Kohlenstoffgehalt mit Elektrodenmehl hergestellt. Bei der Zugabe des Kohlenstoffes in die Schmelze wurde der im Ferrochrom vorhandene von 6% bereits berücksichtigt.

Die Zugabe der vorstehend angegebenen Legierungselemente erfolgt innerhalb von 10 min.

Dadurch war es möglich, die Behandlung ohne zusätzliche Beheizung durchzuführen. Eine Analysen- kontrolle des erfindungsgemäss behandelten Stahles ergab folgende Analysenwerte :
C 0, 24 V 0, 11 Mn 0, 65 S 0, 03
Si 0, 29 Cr 1, 01 P 0, 03
Die Giesstemperatur wurde mit 1595 C bestimmt.

Der erhöhte Mn-Gehalt von 0, 65 gegenüber dem gewünschten von 0, 60 ist darauf zurückzu- führen, dass in den Ferrolegierungen von V und Cr in der Fe-Komponente ein Mn-Gehalt vorhanden war. Abweichungen von Mn-Gehalt dieser Grössenordnung können bei dieser Stahlgruppe vernachläs- sigt werden, da sie die physikalischen Eigenschaften des Stahles nicht negativ beeinflussen.

Zur Erhaltung der Giesstemperatur während des Zulegierens relativ grösserer Mengen von
Legierungsmetallen ist ein Heizaggregat für die Beheizung der zu behandelnden Stahlschmelze vorteilhaft.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von Stahlschmelzen in einem metallurgischen Gefäss, in welches mittels pneumatischer Förderung, vorzugsweise unter Verwendung von Argon und/oder Stickstoff als Trägergas, die Legierungs- und Zuschlagstoffe eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungs- und Zuschlagstoffe einzeln oder in Gemischen unmittelbar aneinander anschliessend, gegebenenfalls durch Trägergaspolster in der Zuführungsleitung voneinander getrennt, in einem Arbeitsgang in das Bad eingeblasen werden, wobei der Druck und/oder das Volumen des Trägergases entsprechend den Legierungs- und/oder Zuschlagstoffen gesteuert wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Legierungsund Zuschlagstoffe in an sich bekannter Weise durch eine Lanze, insbesondere eine Tauchlanze, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze beheizt wird.