DE10164610C1 - Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 % Mn enthaltenden Stahlschmelze - Google Patents

Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 % Mn enthaltenden Stahlschmelze

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Stahlschmelzen mit Mangangehalten von bis zu 30 Masse-%, mit dem die Manganzugabe rasch und weitestgehend rauchfrei durchgeführt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Einsatzmaterial zu einer Schmelze aufgeschmolzen wird, die Schmelze mit Aluminium derart desoxidiert wird, daß die Sauerstoffabbindung während der gesamten Schmelzendauer durch Aluminium erfolgt, daß der desoxidierten Schmelze Mangan und Silizium zugegeben werden, wobei die Temperatur der Schmelze innerhalb eines Toleranzbereiches auf einer konstanten, knapp oberhalb ihrer jeweiligen Liquidus-Temperatur liegenden Schmelzenbadtemperatur gehalten wird, und daß die Schmelze anschließend fertig behandelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer bis zu 30 Masse-% Mangan, Silizium und bis zu 1 Masse-% Kohlenstoff enthaltenden Stahlschmelze. Derartige in der Fachwelt auch mit der Kurzbezeichnung "L-IP" (Light Steel with Induced Plasticity) gekennzeichneten Stähle werden beispielsweise zur Herstellung von Flachprodukten eingesetzt. Sie zeichnen sich durch hohe Umformbarkeit bei gleichzeitig hoher Härte aus (Rm ≈ 700 MPa, A80 ≈ 50 %).
Die chemische Zielzusammensetzung von L-IP-Stählen orientiert sich weitgehend an einer typischen Grundzusammensetzung von 1 bis 25 Masse-% Mangan, ca. 3 Masse-% Silizium und ca. 3 Masse-% Aluminium. Dabei werden Kohlenstoffgehalte von 0,6 Masse-% und mehr toleriert. Zusätzlich können die Stähle P, Cr, Ni, N oder H enthalten.
Bei der Erzeugung von Mangan-Eisen-Legierungen besteht das grundsätzliche Problem, daß derartige Legierungen im Vergleich zu unendlich verdünnten Eisenlegierungen der üblichen Qualitätsstähle einen erhöhten Dampfdruck besitzen. Infolgedessen kommt es bei der Schmelzenbehandlung zur vermehrten Entwicklung von sogenanntem "braunen Rauch". Solch brauner Rauch entsteht durch die Verdampfung von Fe und Mn mit anschließender partieller Oxidation.
Zur Absenkung des Gesamtdrucks und damit zu einer verstärkten Verdampfung von Eisen und Mangan kommt es insbesondere in Anlagen, in denen die Behandlung der Schmelze bei vermindertem Druck erfolgt (VOD-Anlagen, RH- Anlagen, Vakuuminduktionsöfen), in Folge des Spülens der Schmelze mit Gasen wie N2 oder Ar und bei der Entstehung von CO- oder N2-Blasen während der Erstarrung der Schmelze.
Neuere Untersuchungen gehen davon aus, daß der braune Rauch in der Hauptsache durch Schmelzentropfen hervorgerufen wird, die durch CO-Blasen ausgeworfen werden und in feine Teilchen zersteubt werden (EGKS 7210- CC/123/124 "Control of Ejections Caused by Bubble Bursting in Secondary Steelmaking Processes", 1996-1999). Die CO-Blasen entstehen in der Schmelze durch Reaktion des Kohlenstoffs mit Sauerstoff, welcher über die Gasphase, Feuerfestmaterial oder durch Legierungsstoffe in die Schmelze gelangen.
Beim Legieren wird Mangan üblicherweise in Form von feinstückigem, rieselfähigem Material mit einer Kornfraktion von 3 bis 20 mm aus einem Bunker auf das Schmelzenbad aufgeschüttet oder in einen Spülfleck gegeben. Da das Mangan jedoch leichter als die Stahlschmelze ist, schwimmt es auf und bildet auf der Schmelze ein sogenanntes "Kissen" aus Manganplättchen, die sich in einem Sintervorgang aufgrund der von der Schmelze abgegebenen Hitze aus dem körnigen Manganmaterial bilden, bevor das Mangan aufgeschmolzen ist. Dieses Kissen löst sich nur langsam auf, da es sich nur an der Kontaktfläche zur Stahlschmelze ausreichend erwärmt, schmilzt und auflöst. Innerhalb des Kissens ist der Wärmetransport durch zahlreiche Hohlräume gestört. Im Bereich der Kontaktzone Mangan/Luft/Stahlschmelze entsteht brauner Rauch durch Verdampfung und CO- Gasbildung.
Ein weiteres Problem bei der Legierung einer Stahlschmelze mit größeren Mengen von Mangan besteht darin, daß es dabei aufgrund des Entzugs der für das Aufschmelzen des Mangans benötigten Wärmeenergie zu einer Absenkung der Schmelzenbadtemperatur kommt. Dieser Temperaturverlust kann bis zum Einfrieren der Schmelze führen.
Neben dem voranstehend erläuterten Stand der Technik ist es beispielsweise aus der US 3,059,326 bekannt, zur Herstellung eines Eisenproduktes eine Eisen-Aluminium- Schmelze zu erschmelzen und diese Schmelze anschließend zu einem Körper zu vergießen. Die Schmelze kann zusätzlich Gehalte von (in Gew.-%) bis zu 0,5% C, jeweils bis zu 5% Si und Ti, bis zu 25% Cr, jeweils bis zu 30% Mn und Ni, jeweils bis zu 10% Mo, W und V, bis zu 7% Nb, bis zu 20% Co, bis zu 3% Cu und bis zu 5% Zr enthalten. Dabei bleibt offen, wie die Schmelze erschmolzen wird, wenn sie hohe Mangan-Gehalte aufweisen soll.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Erzeugen von Stahlschmelzen mit Mangangehalten von bis zu 30 Masse-% anzugeben, bei dem die Manganzugabe rasch und weitestgehend rauchfrei durchgeführt werden kann.
Diese Rufgabe wird durch ein Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 Masse-% Mangan, Silizium und bis zu 1 Masse-% Kohlenstoff enthaltenden Stahlschmelze gelöst, bei dem ein Einsatzmaterial zu einer Schmelze aufgeschmolzen wird, bei dem die Schmelze mit Aluminium derart desoxidiert wird, daß die Sauerstoffabbindung während der gesamten Schmelzendauer durch Aluminium erfolgt, bei dem der desoxidierten Schmelze Mangan und Silizium zugegeben werden, wobei die Temperatur der Schmelze innerhalb eines Toleranzbereiches auf einer konstanten, knapp oberhalb ihrer jeweiligen Liquidus-Temperatur liegenden Schmelzenbadtemperatur gehalten wird, und bei dem die Schmelze anschließend fertig behandelt wird.
Gemäß der Erfindung wird die Eisenschmelze zunächst mit Aluminium desoxidiert. Dabei wird ein Aluminium-Puffer aufgebaut, der sicherstellt, daß während der gesamten Schmelzendauer die Sauerstoffabbindung über Aluminium erfolgt. Auf diese Weise wird der Sauerstoffgehalt der Schmelze so niedrig gehalten, daß auch bei Anwesenheit von Kohlenstoff in der Schmelze die Bildung von CO-Blasen vermieden wird.
Der derart mit Aluminium desoxidierten Schmelze werden anschließend Mangan und Silizium zugegeben. Dabei wird die Schmelzenbadtemperatur laufend an die einhergehend mit der Zugabe der Legierungszusätze sich verändernden Liquidustemperatur der Schmelze angepaßt. Ziel dieser Maßnahme ist es, die für den Legierungsvorgang erforderliche Überhitzung der Schmelze auf einem möglichst niedrigen Niveau zu halten, um eine vermehrte Sauerstoffaufnahme zu vermeiden. Die in Folge der Sauerstoffaufnahme bei zu hohen Schmelzentemperaturen bestehende Gefahr der Rauchbildung wird auf diese Weise sicher umgangen.
Im Ergebnis lassen sich bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise große Mengen an Mangan in die Stahlschmelze einbringen, wobei die Rauchbildung nahezu vollständig vermieden und die Gesamtlegierungsdauer gegenüber herkömmlicher Vorgehensweise deutlich vermindert ist.
Vorteilhaft ist es, Mangan und Silizium gleichzeitig der Schmelze zuzugegeben. Auf diese Weise kann der mit der Zugabe von Mangan einhergehende Wärmeverlust mindestens teilweise durch die bei der Lösung des Siliziums in der Schmelze freiwerdende verhältnismäßig hohe Wärme kompensiert werden. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn Mangan und Silizium als Gemenge zugegeben werden, so daß die beim Lösen des Siliziums entstehende Wärme unmittelbar auf das Mangan einwirken kann. Durch diese direkte Einwirkung der beim Lösen des Siliziums freigesetzten Wärme wird das Aufschmelzen und Lösen des Mangans in der Stahlschmelze zusätzlich beschleunigt. Eine die Übertragung der freiwerdenden Wärmemenge begünstigende intensive Durchmischung des aus Mangan und Silizium gebildeten Gemenges kann dabei auf einfache Weise dadurch gewährleistet werden, daß Mangan und Silizium als rieselfähiges Material zugegeben werden.
Ein weiterer im Zusammenhang mit der Zugabe von Mangan und Silizium besonders vorteilhafter Aspekt der Erfindung besteht darin, daß diese Legierungselemente unterhalb der Oberfläche des Schmelzenbades zugegeben werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß Mangan und Silizium mittels einer Tauchsonde unterhalb der Schmelzenoberfläche in die Schmelze eingebracht werden.
Grundsätzlich ist es günstig, wenn die erforderliche Menge an Mangan und Silizium über einen bestimmten Zeitraum verteilt in die Schmelze gegeben wird. Auf diese Weise kann ein gleichförmiges Aufschmelzen und Lösen der Legierungsbestandteile gewährleistet werden. Dabei kann die Zugabe von Mangan und Silizium portionsweise oder kontinuierlich erfolgen.
Bei portionsweiser Zugabe eines Gemenges von Silizium und Mangan läßt sich die beim Lösen des Siliziums freigesetzte Wärme besonders effektiv nutzen. Dazu kann die Mangan-Silizum-Mischung beispielsweise in einem zur Schmelze zwar offenen, jedoch definiert umgrenzten Raum unterhalb des Badspiegels in die Schmelze gegeben werden. Innerhalb dieses fest umgrenzten Raums ist die Wirkung der beim Lösen des Siliziums freiwerdenden Wärme auf das mit ihm in dem betreffenden Raum enthaltenen Mangan konzentriert. Nach dem Aufschmelzen und Lösen des aus Silizium und Mangan gebildeten Gemenges verteilt sich die so entstandene hochkonzentrierte Mangan-Silizium-Lösung dann im Eisen und legiert es auf.
In der Praxis hat es sich im Zusammenhang mit der portionsweisen Einbringung als günstig erwiesen, wenn die für das Einbringen des Mangan-Silizium-Gemischs verwendete Tauchsonde nach Art einer Glocke geformt ist, deren Öffnungsfläche vorzugsweise auf ihrer vom Badspiegel abgewandten Seite ausgebildet ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, Mangan und Silizium in einem geschlossenen Rohr oder in entsprechend dimensionierten Fässern in die Schmelze einzubringen.
Unabhängig von ihrer jeweiligen Formgebung kann die Tauchsonde aus einem Stahlmaterial gefertigt sein, das während der Schmelzenbehandlung selber aufschmilzt ("verlorene Tauchsonde"). Soll die Tauchsonde dagegen mehrfach verwendet werden können, so kann sie auch aus einem Feuerfestmaterial hergestellt sein. Ebenso können Tauchglocken mehrfach verwendet werden, die aus mit einer Feuerfestbeschichtung versehenen Stahlmaterial gefertigt sind.
Für die kontinuierliche Zugabe des Mangan und Siliziums kann in konventioneller Weise ein Fülldraht verwendet werden. Ebenso ist es denkbar, Mangan und Silizium auf die Schmelze aufzublasen.
Im Ferromangan können neben erheblichen Mengen an Kohlenstoff auch Phosphor und Blei auftreten, die in Stählen der erfindungsgemäß erzeugten Art störend wirken. Vermieden werden kann der Eintrag dieser störenden Bestandteile dadurch, daß das Mangan als Elektolyt-Mangan eingesetzt wird. Das Silizium wird bevorzugt als Ferrosilizium zugegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß gemeinsam mit Mangan und Silizium Aluminium in die Schmelze eingebracht wird. Ähnlich wie beim Lösen des Siliziums wird auch beim Lösen des Aluminiums Wärme frei, welche zum Wärmehaushalt der Schmelze während des Legierens positiv beiträgt. Die vom Aluminium zusätzlich gelieferte Wärmemenge läßt sich dann besonders effektiv nutzen, wenn das Aluminium flüssig legiert wird. Bei flüssig zugegebenem Aluminium bis zur andernfalls zum Aufwärmen von festem Aluminium bis zur Schmelztemperatur sowie die Schmelzenthalpie und ein Teil der notwendigen Überhitzungswärme nicht mehr der Stahlschmelze entzogen werden.
Die Entstehung von Rauchgas infolge einer vermehrten Sauerstoffaufnahme der Schmelze während der Legierungsbehandlung wird gemäß der Erfindung durch eine Begrenzung der Überhitzungstemperatur minimiert. Zu diesem Zweck läßt sich die Schmelzenbadtemperatur während der Zugabe von Mangan und Silizium nach folgender Maßgabe führen:
TSchmelze [°C] = TLS - 5% Mn - 8% Si + DTUE
mit
TSchmelze: Jeweils aktuelle Schmelzenbadtemperatur,
TLS: Liquidus-Temperatur der Schmelze vor der Zugabe von Mn und Si,
DTUe: Temperaturbetrag, um den die TSchmelze oberhalb der aktuellen Liquidustemperatur gehalten wird,
%Mn: Aktueller Mn-Gehalt,
%Si: Aktueller Si-Gehalt.
Vorzugsweise ist dabei der Temperaturbetrag, um den die Schmelzentemperatur oberhalb der jeweils aktuellen Liquidustemperatur liegt, so begrenzt, daß die Schmelzentemperatur mit einer maximalen Abweichung von 20°C höchstens 50°C oberhalb der jeweils aktuellen Liquidustemperatur der Schmelze gehalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich bevorzugt zur Erzeugung von Stahlschmelze, die bis zu 0,85 Masse-%, vorzugsweise bis zu 0,6 Masse-% Kohlenstoff enthält.
Der beim Desoxidieren eingestellte Aluminium-Puffer ist bevorzugt so bemessen, daß er um mindestens 0,02 Masse-% über der für die Sauerstoffabbindung liegenden Menge liegt.
Erfindungsgemäßen Schmelzen können typischerweise bis zu 3 Masse-% Silizium und bis zu 3 Masse-% Aluminium zugegeben werden. Ebenso ist es jedoch auch möglich, Siliziumgehalten von bis 5 Masse-% bzw. 6 Masse-% vorzusehen. Werden größere Mengen an Aluminium zugegeben, so ist es ggf. erforderlich, die entstehende Tonerde aus der Schmelze wieder zu entfernen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch eine Tauchglocke zum Einbringen eines feinkörnigen Mangan-Silizium- Gemischs in eine Stahlschmelze.
Im ersten Schritt der Erzeugung eines aus einer L-IP- Stahlschmelze abgegossenen Blocks mit
wird Einsatzmaterial mit Kohle aufgeschmolzen. Anschließend wird die so erhaltene Schmelze S mit 0,8 Masse-% Al desoxidiert.
Der desoxidierten Schmelze wird dann ein aus rieselfähigem feinkörnigen Elektrolyt-Mangan und Ferrosilizium (high purity) im Verhältnis von ca. [15 Masse-% Mn]/[3 Masse-% Si] gebildetes Gemenge mittels der in der Figur dargestellten Tauchglocke 1 portionsweise in insgesamt zehn Schritten zugegeben.
Die Tauchglocke 1 weist dazu einen an einer rohrförmigen Lanze 2 gehaltenen Glockenkörper 3 auf. Der Glockenkörper 3 besitzt dabei die Form einer Zylinderscheibe, deren Umfangswand 4 einen Innenraum 5 umgibt. Die Lanze 2 ist mit ihrem einen Ende an der Außenseite des Dachs 6 des Glockenkörpers 3 befestigt, wobei Glockenkörper 3 und Lanze 2 koaxial zur Längsachse L der Tauchglocke 1 ausgerichtet sind.
Im Bereich der Verbindung zwischen der Lanze 2 und dem Glockenkörper 3 ist in das Dach 6 des Glockenkörpers 3 eine zentral angeordnete Entlüftungsöffnung 7 ausgebildet, deren Innendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser der Lanze 2 entspricht. Auf diese Weise kann Gas, welches sich im Innenraum 5 des Glockenkörpers 3 bildet, durch die rohrförmige Lanze 2 abgeleitet werden.
Auf der dem Dach 6 gegenüberliegenden Seite weist der Glockenkörper 3 eine Öffnung auf, in die ein Lochblech 8 gesetzt ist. Das Lochblech 8 hat die Aufgabe, im Innenraum 5 der Tauchglocke 1 enthaltenes Material zu halten, bis die Tauchglocke 1 in die Schmelze S eingetaucht ist. Über eine Temperatursonde 9 kann die im Innenraum 5 der Tauchglocke 1 herrschende Temperatur abgegriffen werden.
Zum Einbringen des Mangans und des Siliziums in die Schmelze S wird der Innenraum 5 der Tauchglocke jeweils mit einer Portion P des intensiv durchmischten Mangan- Silizium-Gemenges gefüllt. Anschließend wird die Tauchglocke 1 in die Schmelze S soweit eingetaucht, daß sie in einem sicheren Abstand A unterhalb der Oberfläche O der Schmelze S angeordnet ist.
Infolge der von der Schmelze S abgegebenen Wärme beginnt nun der Aufschmelzungs- und Löungsprozeß des in der Tauchglocke 1 enthaltenen Mangans und Siliziums. Die dabei vom Silizium freigesetzte Wärme wirkt innerhalb des fest umgrenzten Innenraums 5 unmittelbar auf das Mangan, so daß eine zügige, gleichmäßige Aufschmelzung des Mangans erreicht wird. Die sich auf diese Weise bildende Mn-Si-Lösung tritt aus der Öffnung der Tauchglocke 1 aus und vermengt sich mit der Schmelze S.
Die portionsweise Zugabe des Mangan-Silizium-Gemenges wird solange wiederholt, bis der erforderliche Mn- und Si-Gehalt erreicht ist. Dabei wird während der Zugabe der Gemengeportionen die Schmelzenbadtemperatur jeweils so eingestellt, daß sie um maximal 50°C oberhalb der aktuellen, durch den jeweiligen Gehalt an Mn und Si wesentlich bestimmten Liquidus-Temperatur der Schmelze S liegt.
Nach der Legierung mit Mn und Si wird die Schmelze S zunächst durch Zugabe von FeP, Cr und Ni und anschließend durch Zugabe von Al auflegiert. Dann wird die Temperatur der Schmelze S auf die Abgußtemperatur von 1550°C gebracht und die Schmelze S zu einem Block vergossen.
In der nachfolgenden Tabelle sind die sich im Zuge der Erzeugung und Behandlung bis zum Vergießen einstellenden Legierungsgehalte der Schmelze S, die jeweilige Liquidus- Temperatur TLS und die Solltemperatur TSoll der Schmelze S für jeden der hier erläuterten Arbeitsschritte angegeben.
BEZUGSZEICHEN
1
Tauchglocke
2
Lanze
3
Glockenkörper
4
Umfangswand des Glockenkörpers
3
5
Innenraum des Glockenkörpers
3
6
Dach des Glockenkörpers
3
L Längsachse der Tauchglocke
1
7
Entlüftungsöffnung
8
Lochblech
9
Temperatursonde
A Abstand
O Oberfläche der Schmelze S
S Schmelze

Claims (21)

1. Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 Masse-% Mangan, Silizium und bis zu 1 Masse-% Kohlenstoff enthaltenden Stahlschmelze,
bei dem ein Einsatzmaterial zu einer Schmelze aufgeschmolzen wird,
bei dem die Schmelze mit Aluminium derart desoxidiert wird, daß die Sauerstoffabbindung während der gesamten Schmelzendauer durch Aluminium erfolgt,
bei dem der desoxidierten Schmelze Mangan und Silizium zugegeben werden,
wobei die Temperatur der Schmelze innerhalb eines Toleranzbereiches auf einer konstanten, knapp oberhalb ihrer jeweiligen Liquidus-Temperatur liegenden Schmelzenbadtemperatur gehalten wird, und
bei dem die Schmelze anschließend fertig behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mangan und das Silizium gleichzeitig der Schmelze zugegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mangan und Silizium als Gemenge zugegeben werden.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mangan und Silizium als rieselfähiges Material zugegeben werden.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mangan als Elektolyt-Mangan und das Silizium als Ferrosilizium zugegeben werden.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Menge an Mangan und Silizium über einen bestimmten Zeitraum verteilt in die Schmelze gegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe von Mangan und Silizium portionsweise erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe von Mangan und Silizium kontinuierlich erfolgt.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zugebens von Mangan und Silizium die Schmelzenbadtemperatur mit einer maximalen Abweichung von 20°C um höchstens 50°C oberhalb der jeweils aktuellen Liquidustemperatur der Schmelze gehalten wird.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzenbadtemperatur während der Zugabe von Mangan und Silizium wie folgt eingestellt wird:
TSchmelze [°C] = TLS - 5% Mn - 8% Si + DTUE
mit
TSchmelze: Jeweils aktuelle Schmelzenbadtemperatur,
TLS: Liquidus-Temperatur der Schmelze vor der Zugabe von Mn und Si,
DTUe: Temperaturbetrag, um den die TSchmelze oberhalb der aktuellen Liquidustemperatur gehalten wird,
%Mn: Aktueller Mn-Gehalt,
%Si: Aktueller Si-Gehalt.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mangan und Silizium unterhalb der Schmelzenoberfläche in die Schmelze eingebracht werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mangan und Silizium mittels eines Fülldrahts in die Schmelze eingebracht werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mangan und Silizium auf die Schmelze aufgeblasen werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mangan und Silizium in Fässern in die Schmelze eingebracht werden.
15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsam mit Mangan und Silizium Aluminium in die Schmelze eingebracht wird.
16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fertig legierte Stahlschmelze bis zu 0,85 Masse-% Kohlenstoff enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die fertig legierte Stahlschmelze bis zu 0,6 Masse-% Kohlenstoff enthält.
18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Desoxidieren der Schmelze eine Menge von Aluminium zugegeben wird, die um mindestens 0,02 Masse-% über der für die Sauerstoffabbindung liegenden Menge liegt.
19. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze bis zu 3 Masse-% Silizium zugegeben werden.
20. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze bis zu 3 Masse-% Aluminium zugegeben werden.
21. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in flüssiger Form der Schmelze zugegeben wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007061062A1 (de) 2007-12-14 2009-06-18 Peiner Träger GmbH Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30% Mangan enthaltenden Stahlschmelze
DE102008049121B3 (de) * 2008-09-27 2010-02-25 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zum Herstellen einer Stahlschmelze mit einem Mangan-Gehalt von mindestens 2 Gew.-%
EP2402472A1 (de) * 2010-07-02 2012-01-04 ThyssenKrupp Steel Europe AG Höherfester, kaltumformbarer Stahl und aus einem solchen Stahl bestehendes Stahlflachprodukt
WO2012163849A1 (en) 2011-05-27 2012-12-06 Tata Steel Nederland Technology Bv Process for producing clean steels and clean steel produced thereby

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3059326A (en) * 1957-04-26 1962-10-23 Chrysler Corp Oxidation resistant and ductile iron base aluminum alloys

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3059326A (en) * 1957-04-26 1962-10-23 Chrysler Corp Oxidation resistant and ductile iron base aluminum alloys

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007061062A1 (de) 2007-12-14 2009-06-18 Peiner Träger GmbH Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30% Mangan enthaltenden Stahlschmelze
WO2009076923A2 (de) 2007-12-14 2009-06-25 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zum erzeugen einer bis zu 30% mangan enthaltenden stahlschmelze
DE102007061062B4 (de) * 2007-12-14 2012-08-02 Peiner Träger GmbH Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30% Mangan enthaltenden Stahlschmelze
RU2476604C2 (ru) * 2007-12-14 2013-02-27 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Способ получения расплава стали с содержанием марганца до 30%
US8444743B2 (en) 2007-12-14 2013-05-21 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a steel melt containing up to 30% manganese
EP2242862B1 (de) 2007-12-14 2016-08-31 Salzgitter Flachstahl GmbH Verfahren zum erzeugen einer bis zu 30% mangan enthaltenden stahlschmelze
DE102008049121B3 (de) * 2008-09-27 2010-02-25 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zum Herstellen einer Stahlschmelze mit einem Mangan-Gehalt von mindestens 2 Gew.-%
EP2402472A1 (de) * 2010-07-02 2012-01-04 ThyssenKrupp Steel Europe AG Höherfester, kaltumformbarer Stahl und aus einem solchen Stahl bestehendes Stahlflachprodukt
WO2012001163A3 (de) * 2010-07-02 2012-11-15 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Höherfester, kaltumformbarer stahl und aus einem solchen stahl bestehendes stahlflachprodukt
WO2012163849A1 (en) 2011-05-27 2012-12-06 Tata Steel Nederland Technology Bv Process for producing clean steels and clean steel produced thereby

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