DE102004004038B3 - Process to manufacture fully-killed aluminium-steel by introduction of calcium carbonate - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Al-beruhigten Stahles mit niedrigen Gehalten festigkeitssteigernder Elemente gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. Patentanspruchs 2.The The invention relates to a process for producing an Al-killed Steel with low contents of strength-increasing elements according to the preamble of patent claim 1 or patent claim 2.
In der Feinblechindustrie werden zunehmend Stahlgüten mit niedrigen Festigkeitswerten verlangt. Diese Güten sind durch niedrigste Gehalte an C, P, Si, Cu, Cr, Ni, Mo bzw. niedrigste Festigkeitswerte gekennzeichnet und auch unter der Bezeichnung ULC (Ultra Low Carbon) und IF (Interstitiell Free) bekannt. Insbesondere die geforderten extrem niedrigen Kohlenstoffgehalte können Probleme bereiten, da sich nach dem Konverterprozess bei der nachfolgenden sekundärmetallurgischen Behandlung Aufkohlungen gezeigt haben, die je nach Grad als Fehlschmelzen verworfen werden mussten.In The thin sheet industry is increasingly demanding grades of steel with low strength values. These qualities are lowest in C, P, Si, Cu, Cr, Ni, Mo and lowest, respectively Strength values and also under the name ULC (Ultra Low Carbon) and IF (Interstitial Free). Especially the required extremely low carbon contents can be problems prepare because after the converter process in the subsequent secondary metallurgical Treatment carburizing has shown, depending on the degree, as a faulty melting had to be discarded.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Al-beruhigten Stahles mit niedrigen Gehalten festigkeitssteigernder Elemente anzugeben, das eine Aufkohlung vermeidet.task The invention is a process for producing an Al-calmed Indicate steel with low contents of strength-increasing elements, which avoids carburisation.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.These The object is achieved with the features of claim 1 or 2. advantageous Further developments are the subject of dependent claims.
Nach der Lehre der Erfindung werden bei der sekundärmetallurgischen Behandlung insbesondere zur weiteren Schwefelabsenkung nur solche Mittel zugegeben, die nahezu frei von Kalkstein (CaCO3) sind, beispielsweise reines CaO.According to the teaching of the invention, in the secondary metallurgical treatment, in particular for further sulfur reduction, only those agents are added which are virtually free of limestone (CaCO 3 ), for example pure CaO.
Die
näheren
Untersuchungen haben ergeben, dass Karbonate aus dem Kalk, die vorzugsweise
in der sekundärmetallurgischen
Behandtung zur Schwefelabsenkung eingesetzt werden, die Quelle für den Kohlenstoffzubrand
sind. Die Reaktionen die dabei ablaufen, lassen sich wie folgt beschreiben:
CaCO3 spaltet sich bei hohen Temperaturen (> 1000 °C) zu CaO
und CO2 auf.
CaCO 3 splits at high temperatures (> 1000 ° C) to CaO and CO 2 .
Das
für die
Desoxidation der Stahlschmelze zugesetzte Al ist in der Lage Kohlenstoff
von CO abzuspalten und damit den Kohlenstoffzubrand zu verursachen.
Anders ausgedrückt:
das Kohlenmpnoxid wird durch Aluminium in der Stahlschmelze reduziert und
der verbleibende Kohlenstoff wird im Stahl gelöst.
Weder
das in der Stahlschmelze vorhandene Titan noch das Mangan oder Silizium
können
einen Kohlenstoffzubrand bewirken, da wegen der Thermodynamik CO
stabiler ist als MnO, SiO2 und Ti2O3.
Unter Beachtung dieser Zusammenhänge muss bei der Herstellung von ULC- und IF-Stählen darauf geachtet werden, dass bei einer mit Al-desoxidierten Stahlschmelze während der sekundärmetallurgischen Behandlung möglichst kein Kalkstein (CaCO3) eingeschleppt wird, damit dies nicht zu den zuvor beschriebenen Reaktionen führt. Erreichen kann man dies beispielsweise durch Zugabe eines fast reinen CaO für die Schwefelabsenkung.Taking these relationships into account, care must be taken in the production of ULC and IF steels that, if possible, no limestone (CaCO 3 ) is introduced during the secondary metallurgical treatment with Al-deoxidized molten steel, so that this does not lead to the reactions described above , This can be achieved, for example, by adding an almost pure CaO for the sulfur reduction.
Die Beschaffung eines fast reinen CaO und die Vermeidung jeglichen Kalksteineintragens kann schwierig sein und die Kosten für die Stahlherstellung in die Höhe treiben.The Obtaining an almost pure CaO and avoiding any limestone entry can be difficult and the cost of steelmaking in the Height.
Aus diesem Grund wird zur Lösung des Problems eine zweite Variante vorgeschlagen. Diese Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass für die sekundärmetallurgische Behandlung eine unberuhigte Stahlschmelze in die Pfanne eingefüllt wird und zur Schwefelabsenkung handelsübliches, d. h. mit Kalkstein verunreinigtes CaO zugegeben wird. Da kein Al in der Schmelze vorhanden ist, können die zuvor beschnebenen Reaktionen auch nicht ablaufen. Erst am Schluss der Behandlung, wenn das CO aus der Schmelze entfernt ist, wird Al zur Desoxidation zugegeben.Out This reason becomes the solution the problem proposed a second variant. This variant is characterized in that for the secondary metallurgical Treatment an unkilled molten steel is poured into the pan and for sulfur reduction commercial, d. H. with limestone contaminated CaO is added. Since no Al is present in the melt is, can the previously beschnebenen reactions do not expire. Only at the end the treatment when the CO is removed from the melt Al added for deoxidation.
Auch bei dieser Verfahrensweise wird sich durch die Verunreinigung mit Kalkstein CaO und CO2 bilden. Trotzdem laufen die besagten Reaktionen nicht ab, da in der Schmelze kein Al vorhanden ist. Vor der endgültigen Zugabe von Al ist aber das CO weitgehend aus der Stahlschmelze entwichen, so dass das zugegebene Al kein C abspalten kann.Even with this procedure, the contamination with limestone will form CaO and CO 2 . Nevertheless, the said reactions do not take place since there is no Al in the melt. However, before the final addition of Al, the CO largely escapes from the molten steel, so that the Al added can not split off C.
Die letztgenannte Verfahrensweise hat den Vorteil, dass auf die teuere Zugabe von hochreinem CaO verzichtet werden kann und nur durch Abänderung des Zeitpunktes der Zugabe von Al zur Desoxidation ein Kohlenstoffzubrand verhindert wird.The The latter procedure has the advantage that on the expensive Addition of high purity CaO can be waived and only by modification the time of addition of Al for deoxidation a Kohlenstoffzubrand is prevented.
Mit der vorgeschlagenen Verfahrensweise lassen sich folgende Wirkungen erzielen:
- – ein Kohlenstoffzubrand wird verhindert,
- – Mn-, Ti- und insbesondere Si-Gehalte werden werter abgesenkt,
- – Cr- und P-Gehalte werden etwas vermindert,
- – ein hoher Ausgangsgehalt an Kohlenstoff kann auf den für eine ULC-Güte abgesenkt werden,
- – ein niedriger Ausgangsgehalt an Kohlenstoff kann konstant gehalten werden.
- A carbon deposit is prevented
- - Mn, Ti and in particular Si contents are lowered,
- - Cr and P contents are slightly reduced,
- A high initial carbon content can be lowered to that for a ULC grade,
- - a low initial carbon content can be kept constant.
Die letztgenannte Wirkung ist damit zu erklären, dass bei einem niedrigen Ausgangsgehalt an Kohlenstoff die Aktivität nicht mehr ausreicht, um Reaktionen der zuvor beschriebenen Art ablaufen zu lassen.The The latter effect can be explained by the fact that at a low Initial content of carbon the activity is no longer sufficient to To run reactions of the type described above.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Verfahrensweise ist darin zu sehen, dass man einen Teil der ohnehin zur Aufnahme der Desoxidationsprodukte und zur Stahlentschwefelung erforderlichen Weichbrandkalk-Menge nicht sofort beim Abstich in die Pfanne gibt, sondern erst bei der sekundärmetallurgischen Behandlung zusetzt. Weiterhin kann die vorgeschlagene Verfahrensweise dazu genutzt werden, um durch gezielten Einsatz von Kalkstein bei Verletzung von Analysenobergrenzen der festigkeitssteigernden Elemente die Gehalte dieser Elemente durch Abbrand in den Bereich der Kundenspezifikationen zu bringen.Of the Advantage of the proposed procedure is to be seen in that one part of anyway for receiving the deoxidation products and required for steel desulfurization softening lime amount not immediately when tapping in the pan, but only at the secondary metallurgical treatment added. Furthermore, the proposed procedure to do so used to be targeted by use of limestone in case of injury Upper limits of analysis of strength-enhancing elements the contents of these elements by burning down in the range of customer specifications bring to.
Anhand der nach folgenden schematischen Diagramme wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer ca. 70kg-Versuchsschmelze näher erläutert. Es zeigen:Based the following schematic diagrams of the inventive method is based An approximately 70kg trial melt explained in more detail. Show it:
Wie man erkennen kann, setzen mit Beginn der Zugabe die Reaktionen gemäß den Gleichungen 1 bis 6 ein. Zuerst wird CaCO3 infolge der hohen Temperatur aufgespalten in CaO und CO2, danach folgen die Reaktionen der Elemente Al, Ti, Mn, Si mit CO2 Der deutlich sichtbare Anstieg im Kohlenstoffgehalt von ca. 0,005 Gew.-% auf mehr als 0,015 Gew.-% ist auf die Reaktion gemäß Gleichung 3 zurück zu führen. Durch Al wird das Kohlenmonoxid zu Kohlenstoff unter Bildung von Al2O3 reduziert. Durch die Reaktion gemäß den Gleichungen 4 – 6 sinken die Gehalte an Mn, Si, und Ti.As can be seen, the reactions begin according to equations 1 to 6 with the beginning of the addition. First, CaCO 3 is split due to the high temperature in CaO and CO 2 , followed by the reactions of the elements Al, Ti, Mn, Si with CO 2 The clearly visible increase in carbon content of about 0.005 wt .-% to more than 0.015 wt .-% is due to the reaction according to equation 3. Al reduces carbon monoxide to carbon to form Al 2 O 3 . By the reaction according to Equations 4-6, the contents of Mn, Si, and Ti decrease.
Diese genannten Reaktionen würden nicht ablaufen, wenn man hochreines CaO als schwefelabsenkendes Mittel einsetzen würde, so dass sich kein CO2 bilden könnte, das im Zusammenwirken mit Al zum schon erwähnten Kohlenstoffzubrand führt.These reactions would not proceed if one were to use high-purity CaO as a sulfur-lowering agent, so that no CO 2 could form, which, in conjunction with Al, leads to the already mentioned carbon deposit.
Ein
völlig
anderes Bild zeigt
Die nach Beendigung der Behandlung erforderliche Desoxidation der Schmelze wird durch Zugabe von Al bewirkt.The after completion of treatment required deoxidation of the melt is effected by adding Al.
Für das Beispiel
in
Wie man der Darstellung entnehmen kann, sinken, wie zu erwarten ist, die Gehalte Mn, Si, Ti aufgrund der Reaktion gemäß den Gleichungen 4 – 6, während der Kohlenstoffgehalt nahezu konstant bleibt.As one can see from the presentation sink, as one would expect the contents Mn, Si, Ti due to the reaction according to equations 4-6, during the Carbon content remains nearly constant.
Die Zugabe von Al zur Desoxidation der Stahlschmelze erfolgt am Ende der Behandlung.The Addition of Al for deoxidation of the molten steel takes place at the end the treatment.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200410004038 DE102004004038B3 (en) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Process to manufacture fully-killed aluminium-steel by introduction of calcium carbonate |
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DE (1) | DE102004004038B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115558736A (en) * | 2022-10-17 | 2023-01-03 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Method for improving molten steel cleanliness of IF steel |
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- 2004-01-19 DE DE200410004038 patent/DE102004004038B3/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DE-Z. "Stahl u. Eisen" 118 (1998) Nr. 8, S.63-66 * |
DE-Z. "Thyssen Technische Bericht" Heft 1/90, S. 35-41 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115558736A (en) * | 2022-10-17 | 2023-01-03 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Method for improving molten steel cleanliness of IF steel |
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