DE1212123B

DE1212123B - Process for manufacturing leaded steel to improve machinability

Info

Publication number: DE1212123B
Application number: DEI16549A
Authority: DE
Inventors: Michael Tenenbaum; James W Halley; Frank W Luerssen
Original assignee: Inland Steel Co
Current assignee: Inland Steel Co
Priority date: 1958-06-23
Filing date: 1959-06-09
Publication date: 1966-03-10

Description

Verfahren zur Herstellung von bleihaltigem Stahl zur Verbesserung der Zerspanbarkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bleihaltigem Stahl zur Verbesserung der Zerspanbarkeit, wobei die Bleiaufnahme des Stahls in einer turbulenten und bewegten Stahlschmelze erfolgt.Process for the production of leaded steel for improvement the machinability The invention relates to a method for the production of lead-containing Steel to improve machinability, whereby the lead absorption of the steel in a turbulent and agitated molten steel takes place.

Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem das Blei in verteilter Form, d. h. in fester Form, einem im Zustand lebhafter Bewegung befindlichen Schmelzfluß zugegeben wird. Diese Zugabe kann kurz vor dem Abstechen erfolgen, oder aber der Zusatz wird in die Pfanne gebracht, wenn der geschmolzene Stahl in diese eingelassen wird, das bedeutet also, die Zugabe erfolgt gleichzeitig mit dem Einlassen des geschmolzenen Stahls.Such a method is already known in which the lead in distributed form, d. H. in solid form, one in a state of vigorous movement Melt flow is added. This addition can be made shortly before parting, or but the additive is brought into the pan when the molten steel is in it is let in, that means that the addition takes place at the same time as the let in of molten steel.

Obwohl sich dieses Verfahren in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht als außerordentlich erfolj reich erwiesen hat, erfordert seine Durchführung eine sorgfältige Abstimmung des Stromes der Bleiteilchen auf denjenigen des Stahls sowie zusätzlich den Einsatz erheblicher Handarbeit und genaue Überwachung und sorgfältige Wartung der die Bleiteilchen liefernden Vorrichtung.Although this procedure is economical and technical has proven to be extraordinarily successful, its implementation requires a careful adjustment of the flow of lead particles to that of the steel as well in addition, the use of considerable manual labor and precise monitoring and careful Maintenance of the device supplying the lead particles.

Diese und andere ähnliche bekannte zusätzliche Verfahren beruhen alle auf der Annahme, daß Blei in geschmolzenem Stahl völlig unlöslich sei und daß es infolgedessen notwendig ist, die Bleiteilchen unmittelbar vor dem Erstarren in dem Stahl zu verteilen, so daß sie auf diese Weise in dem Stahl eingeschlossen werden.These and other similar known additional methods are all based on the assumption that lead is completely insoluble in molten steel and that it As a result, it is necessary to remove the lead particles immediately before solidifying in the Distribute steel so that they become trapped in the steel in this way.

Beispielsweise ist es auch bekannt, Zusätze in im Gießereischachtofen erschmolzenes Eisen nach dem Abstich auf dem Wege zum Ofen zur Gießpfanne vorzunehmen, anstatt diese Zusätze unmittelbar in den Schmelzofen oder in die Gießpfanne zu geben. Hierin ist jedoch nichts darüber bekannt, ob sich die Zusätze im flüssigen oder festen Zustand befinden und vor allem, ob ein derartiges Mischverfahren bei der Herstellung von Blei enthaltenden Stählen überhaupt anwendbar ist.For example, it is also known to use additives in the foundry shaft furnace to carry out molten iron after tapping on the way to the furnace to the ladle, instead of adding these additives directly to the furnace or ladle. However, nothing is known about whether the additives are in the liquid or solid state and, above all, whether such a mixing process in the Production of lead-containing steels is applicable at all.

Es ist ferner ein mit Sumpf ausgestatteter Einlauftrichter bekannt, der aber nicht zum Herstellen von bleihaltigem Stahl dient, sondern lediglich einen Teil einer Gießform darstellt.An inlet funnel equipped with a sump is also known, which is not used to manufacture lead-containing steel, but only one Represents part of a casting mold.

Schließlich ist es ganz allgemein bekannt, Legierungselemente in flüssigem Zustand zusammenzubringen. Im vorliegenden Falle handelt es sich jedoch nicht um Legierungselemente, weil ja zumindest die Annahme bestand oder besteht, daß, wie bereits erwähnt, das Blei in geschmolzenem Stahl völlig unlöslich sei. Aus diesem Grunde hat man es bisher unterlassen, flüssiges Blei mit flüssigem Stahl zusammenzubringen, sondern hat, wie eingangs erwähnt, das Blei in fester, möglichst feinverteilter Form dem geschmolzenen Stahl unmittelbar vor dem Erstarren zugesetzt, so daß die Bleiteilchen auf diese Weise in den Stahl eingeschlossen werden.After all, it is well known that alloying elements in liquid Bring together state. In the present case, however, it is not Alloying elements, because at least there was or is the assumption that how already mentioned that lead is completely insoluble in molten steel. For this Basically, it has so far been neglected to combine liquid lead with liquid steel, Instead, as mentioned at the beginning, the lead has a solid, as finely divided as possible Form added to the molten steel immediately before solidification, so that the Lead particles become trapped in the steel in this way.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von bleihaltigem Stahl zu vereinfachen und zugleich die Qualität des erzeugten Stahls hinsichtlich der Verteilung des Bleis in dem Stahl zu verbessern.The invention is based on the object of producing lead-containing To simplify steel and at the same time respect the quality of the steel produced to improve the distribution of lead in the steel.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Stahlschmelze in Form eines Gießstahls in eine Mischpfanne gegossen wird, in der sich die Bleischmelze bereits befindet, aus der dann über einen dammförmigen Überlauf jeweils nur die obere Schmelzschicht, die aus Stahl und einer geringen Menge feinverteiltem Blei besteht, vergossen wird.To solve this problem, the method mentioned at the beginning is used in a method Kind according to the invention provided that the steel melt in the form of a cast steel in a mixing pan is poured, in which the lead melt is already located which then over a dam-shaped overflow only the upper layer of enamel, which consists of steel and a small amount of finely divided lead, is cast.

Trotz der Einfachheit des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu dem Verfahren, wie es vorher als bekannt erwähnt wurde, entsteht nach der Erfindung ein bleihaltiger Stahl, welcher bemerkenswert frei von Bleikügelchen und -teilchen ist. Dies beruht in erster Linie auf der Trennung mit Hilfe der Schwerkraft, wodurch sich größere Bleiteilchen und -kügelchen vom Stahl trennen können, bevor dieser letztere erstarrt. Das Ergebnis ist eine gleichmäßigere Verteilung des verbleibenden Bleis im Stahl, vielleicht sogar in Form einer echten Lösung, wie sie bisher noch durch keines der bekannten Verfahren erzielt wurde.Despite the simplicity of the method according to the invention in comparison to the process as previously mentioned as known arises according to the invention a leaded steel which is remarkably free of lead globules and particles is. This is primarily due to the separation with the help of gravity, whereby larger lead particles and globules can separate from the steel before it the latter solidified. The result is a more even distribution of the remaining Lead in Steel, maybe even in the form of a real solution, like it has not yet been achieved by any of the known methods.

Im vorliegenden Falle war es auch nicht naheliegend, einmal das Blei in flüssigem Zustand mit dein Stahl zu mischen und zum anderen, nicht wie bisher den sehr geringfügigen Anteil zu dem Stahl zu geben, sondern gerade umgekehrt den flüssigen Stahl in ein Bleibad zu leiten und anschließend die obere Schicht, die aus Stahl mit einer kleinen im Stahl dispergierten Menge Blei besteht, zu entfernen. Auch die hierdurch erzielte Wirkung, daß der Stahl dabei die erforderliche Menge Blei aufnimmt und hierbei eine im wesentlichen gleichmäßige Durchmischung der Bestandteile auftritt, muß für den Fachmann als überraschend angesehen werden.In the present case it was not obvious either, the lead to mix with your steel in a liquid state and on the other hand, not as before to give the very insignificant portion to the steel, but just the other way around to conduct liquid steel into a lead bath and then the top layer, the made of steel with a small amount of lead dispersed in the steel. Also the effect achieved in this way that the steel is doing the required amount Absorbs lead and thereby an essentially uniform mixing of the components occurs must be regarded as surprising to the person skilled in the art.

Die Erfindung betrifft ferner eine mit feuerfestem Material ausgekleidete Mischpfanne zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention also relates to a lined with refractory material Mixing pan for carrying out the method according to the invention.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigt F i g. 1 eine zur Durchführung des Verfahrens benutzte Mischpfanne in Draufsicht, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II nach F i g. 1, wobei gleichzeitig die Art, in der der Stahl in das Blei eingeleitet wird, veranschaulicht ist.Further advantages and details of the invention emerge from the now the following description of an embodiment with reference to the drawing. In this FIG. 1 a mixing pan used to carry out the method in plan view, F i g. 2 shows a section along the line II-II according to FIG. 1, where at the same time illustrates the way in which the steel is introduced into the lead is.

In den F i g. 1 und 2 ist die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Mischpfanne mit 10 bezeichnet. Sie besteht aus feuerfestem Material und ist in einem festen Gehäuse 11 angeordnet. Die Mischpfanne ist mit einem halbkugelförmigen vertieften Pfannenteil12 versehen, der auf einer Seite durch einen dammförmigen Überlauf 13 begrenzt ist, der tiefer als der obere Rand der Mischpfanne liegt, so daß der Überschuß an Schmelze in den vertieften Pfannenteil 12 überläuft und über die sich daran anschließende Abflußleitung 14 in den Pfannenausguß 15 fließt.In the F i g. 1 and 2, the mixing pan suitable for carrying out the method is denoted by 10. It consists of refractory material and is arranged in a fixed housing 11 . The mixing pan is provided with a hemispherical, recessed pan part 12, which is delimited on one side by a dam-shaped overflow 13 which is lower than the upper edge of the mixing pan, so that the excess of melt overflows into the recessed pan part 12 and over the adjoining one Drain line 14 flows into the ladle spout 15.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst geschmolzenes Blei 16 in den vertieften Pfannenteil12 geleitet, wobei jedoch der Bleispiegel erheblich unterhalb des` dammförmigen Überlaufes 13 bleibt. Sodann wird ein Strom von Stahlschmelze 18 in den vertieften Pfannenteil, vorzugsweise aus einer Gießpfanne 19 in das Bleibad eingeleitet, wobei sich die Stahlschmelze in dem Bleibad verteilt. Diese Verteilung wird dadurch erzielt, daß der Strom der Stahlschmelze mit erheblicher Geschwindigkeit in das Bleibad strömt. Dabei liegt die Geschwindigkeit des Stahlflusses in der Größenordnung der Geschwindigkeiten, mit denen gewöhnlich geschmolzener Stahl während der Entleerung durch das Bodenventil einer herkömmlichen Gießpfanne ausfließt.To carry out the method according to the invention, first of all, molten material is used Lead 16 passed into the recessed socket part 12, but the lead level was considerable remains below the dam-shaped overflow 13. Then there is a stream of molten steel 18 into the recessed pan part, preferably from a pouring ladle 19 into the lead bath initiated, wherein the molten steel is distributed in the lead bath. This distribution is achieved by the flow of molten steel at a considerable speed flows into the lead bath. The speed of the steel flow is in the order of magnitude the speeds at which molten steel is usually used during emptying flows out through the bottom valve of a conventional ladle.

Da der flüssige Stahl das leichtere der beiden Metalle ist, steigt er nach oben und bildet eine obere Blei enthaltende Stahlschicht über dem Bleibad. Während weiterer Stahl 18 in das Bad fließt, steigt die bleihaltige Stahlschicht 17 in der Mischpfanne immer höher, bis sie über den dammförmigen überlauf 13 fließt. Von hier wird die Schmelze durch die Abflußleitung 14 zu dem Pfannenausguß 15 geleitet.Since the liquid steel is the lighter of the two metals, it rises to the top and forms an upper lead-containing steel layer over the lead bath. While further steel 18 flows into the bath, the lead-containing steel layer 17 rises higher and higher in the mixing pan until it flows over the dam-shaped overflow 13. From here the melt is passed through the discharge line 14 to the ladle spout 15.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermindert sich die in dem vertieften Pfannenteil 12 vorhandene Bleimenge. Die Größe des Bleiverbrauchs kann leicht bestimmt und die erforderlichen Mengen an Blei können in bestimmten Zeitabständen nachgefüllt werden, um ständig eine ausreichende Bleimenge in der Mischpfanne zu haben.When the method according to the invention is carried out, the amount of lead present in the recessed socket part 12 is reduced. The amount of lead consumption can easily be determined and the required amounts of lead can be refilled at certain time intervals in order to always have a sufficient amount of lead in the mixing pan.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die in einem bestimmten Stahl verteilte Bleimenge durch Änderung der Geschwindigkeit des Stahlstromes, der Höhe des Bleibades in der Mischpfanne 10 und des Gesamtvolumens des anwesenden Bleis geregelt werden. Im allgemeinen ist es jedoch unnötig, bleihaltige Stähle mit einem besonderen Minimum oder Maximum an Bleigehalt herzustellen. Der gewünschte Bleigehalt, d. h. eine Menge von 0,2 bis 0,3511/o, verteilt sich normalerweise bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Stahl ohne Rücksicht auf beträchtliche Abweichungen der vorliegenden Bedingungen oder der verwendeten Einrichtungen.With the help of the method according to the invention, the in a certain Steel distributed the amount of lead by changing the speed of the steel flow, which Height of the lead bath in the mixing pan 10 and the total volume of the lead present be managed. In general, however, it is unnecessary to use leaded steels with a to produce a special minimum or maximum of lead content. The desired lead content, d. H. an amount of 0.2 to 0.3511 / o, will normally disperse on application of the method according to the invention in steel without regard to considerable deviations of the present conditions or the facilities used.

Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung: Beispiel In eine Pfanne, wie sie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, von etwa 0,50 m Länge, 0,22 m Breite und 0,15 m Tiefe wurden 13,6 kg von geschmolzenem Blei mit einer Temperatur von 820° C eingefüllt. Etwa 136 kg von geschmolzenem Stahl wurde als ununterbrochener Strom in das geschmolzene Blei eingeleitet. Die überlaufende Schicht von bleihaltigem Stahl wurde in eine Blockform gegeben. Die Bleianalyse des Blocks ergab das folgende Ergebnis: Blockhöhe Blei-Analyse 5% ................... 0,300/0 30% . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,37%, 0,37 0,10 60% ................... 0,270/0, 0,280i0 90% . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,251/o The following example serves to explain the invention: Example In a pan as shown in FIGS. 1 and 2, about 0.50 m long, 0.22 m wide and 0.15 m deep, 13.6 kg of molten lead at a temperature of 820 ° C were charged. About 136 kg of molten steel was introduced in a continuous stream into the molten lead. The overflowing layer of leaded steel was placed in a block mold. The lead analysis of the block gave the following result: Block height lead analysis 5% ................... 0.300 / 0 30%. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.37%, 0.37 0.10 60% ................... 0.270 / 0, 0.280i0 90%. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.251 / o

Claims

Claims: 1. Process for the production of lead-containing steel to improve machinability, including the lead absorption of the steel in one turbulent and moving steel melt takes place, d a -characterized in that the Molten steel in the form of a pouring stream is poured into a mixing pan in which the lead melt is already in place, from which it then flows over a dam-shaped overflow in each case only the upper enamel layer, which is made of steel and a small amount finely divided Lead exists, is shed.

2. Mixing pan lined with refractory material for carrying out the method according to claim 1, characterized by one according to open at the top, hemispherical recessed pan part (12), one side of which through a dam-shaped overflow (13), the upper edge of which is lower than the upper edge of the Mixing pan (10) is limited, on which the drain line (14) with the Pan spout (15) connects. Publications considered: German Patent Specifications No. 609105, 910 309; W. Eger, "Foundry for iron and steel", VEB-Verlag, Berlin, 1954, p. 188.