DE10164610C1 - Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 % Mn enthaltenden Stahlschmelze - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 % Mn enthaltenden StahlschmelzeInfo
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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.
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.
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
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001164610 DE10164610C1 (de) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 % Mn enthaltenden Stahlschmelze |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2001164610 DE10164610C1 (de) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 % Mn enthaltenden Stahlschmelze |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10164610C1 true DE10164610C1 (de) | 2003-07-17 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2001164610 Expired - Fee Related DE10164610C1 (de) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Verfahren zum Erzeugen einer bis zu 30 % Mn enthaltenden Stahlschmelze |
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Cited By (4)
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)
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 |
-
2001
- 2001-12-27 DE DE2001164610 patent/DE10164610C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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)
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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