DE1225215B

DE1225215B - Process for the production of a nitrogen-containing steel finisher

Info

Publication number: DE1225215B
Application number: DEG41360A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfons Fuchs
Original assignee: ELEKTROMETALLURGIE GmbH
Current assignee: ELEKTROMETALLURGIE GmbH
Priority date: 1964-08-20
Filing date: 1964-08-20
Publication date: 1966-09-22
Also published as: US3350242A

Description

Verfahren zur Herstellung eines stickstoffhaltigen Stahlveredlers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines für das Aufsticken und gleichzeitige Legieren von Stahl geeigneten Erzeugnisses, d. h. eines stickstoffhaltigen Stahlveredlers.Process for the production of a nitrogen-containing steel finisher The invention relates to a method for producing one for embroidery and simultaneous alloying of steel suitable product, d. H. a nitrogenous Steel refiner.

Bekanntlich können die technologischen Eigenschaften von Stählen durch Gehalte an Stickstoff .in der Größenordnung von 0,010 bis 0,02% verbessert werden. Dies gilt sowohl für unlegierte als auch für legierte Stähle, die bei üblicher Erschmelzung unvermeidbar einen Stickstoffgehalt von etwa 0,002 bis 0,005% enthalten.As is well known, the technological properties of steels can through Contents of nitrogen .in the order of magnitude of 0.010 to 0.02% can be improved. This applies to both unalloyed and alloyed steels, which are usually melted inevitably contain a nitrogen content of about 0.002 to 0.005%.

Um den erwünschten höheren Stickstoffgehalt zu erreichen, können dem Stahl beispielsweise Stahlveredler zugesetzt werden, ,die einen erhöhten Stickstoffgehalt aufweisen. Solche Stahlveredler sind z. B. Ferromangan, Ferrochrom, Ferrotitan, Ferrovanadin oder auch Manganvanadinlegierungen u. dgl. m. Derartige aufgestickte Ferrolegierungen sind verhältnismäßig teuer und haben einen vergleichsweise niedrigen Stickstoffgehalt. Infolgedessen muß eine verhältnismäßig große Menge einer solchen Legierung zugesetzt werden, um im Stahl,auf den gewünschten hohen Stickstoffgehalt zu gelangen.In order to achieve the desired higher nitrogen content, the Steel, for example, steel refiners are added, which have an increased nitrogen content exhibit. Such steel refiners are z. B. ferromanganese, ferrochrome, ferrotitanium, Ferrovanadine or manganese-vanadium alloys and the like with such embroidered items Ferro alloys are relatively expensive and have a comparatively low value Nitrogen content. As a result, a relatively large amount of such Alloy can be added to the steel, to the desired high nitrogen content to get.

Das aber führt dazu, daß häufig ein unerwünscht hoher Gehalt an metallischen Legierungselementen nicht zu vermeiden ist.However, this often leads to an undesirably high content of metallic Alloying elements cannot be avoided.

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, ist es ferner bekannt, Kalkstickstoff (CaCN2) zu verwenden, um dem Stahl den notwendigen Stickstoff zuzuführen.In order to counter these difficulties, it is also known to use calcium cyanamide (CaCN2) to supply the steel with the necessary nitrogen.

Kalkstickstoff hat einen wesentlich höheren Stickstoffgehalt als die Stahlveredler. Er beträgt etwa 20 bis 2419/o, und er ist billiger herzustellen als die aufgestickten Ferrolegierungen. Der Kalkstickstoff, der als Pfannenzusatz während des Abstichs verwendet wird, hat .aber entscheidende Nachteile. Er muß sorgfältig vorbehandelt werden, damit er frei von Hydrat und Feuchtigkeit ist, weil sonst die Gefahr besteht, ,daß der Stahl Wasserstoff aufnimmt. Die Lagerung des Kalkstickstoffes muß sorgfältig erfolgen, damit keine Feuchtigkeit aufgenommen wird, was zu den gleichen Schäden führen könnte wie die Benutzung eines nicht sorgfältig getrockneten Erzeugnisses. Der Kalkstickstoff ist feinkörnig bis pulverförmig und verstaubt bei der Zugabe zum Stahl daher in starkem Maße, was zu Stickstoffverlusten führt und die Bedienungsmannschaft belästigt. Infolge seines geringen spezifischen Gewichtes ergeben sich ferner Schwierigkeiten bei der Durchmischung mit dem Stahl. Bei der Erzeugung von niedriglegierten Stählen muß außerdem ein getrennter Zusatz von Stahlveredlern erfolgen. Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren .anzugeben, das zur Herstellung eines Erzeugnisses führt, welches beim Aufstickendes Stahles nicht die Nachteile zeigt, ,die bei der Verwendung der bekannten Stoffe eintreten.Calcium cyanamide has a much higher nitrogen content than that Steel refiner. It is about 20 to 2419 / o and it is cheaper to manufacture than the embroidered ferro alloys. The calcium cyanamide, which is used as a pan additive during is used for tapping, but has significant disadvantages. He must be careful pretreated so that it is free of hydrate and moisture, otherwise the There is a risk that the steel will absorb hydrogen. The storage of calcium cyanamide must be done carefully so that no moisture is absorbed, leading to the same Damage such as using a product that has not been carefully dried could result. The calcium cyanamide is fine-grained to powdery and dusty when added to steel therefore to a large extent, which leads to nitrogen losses and the operating crew harassed. As a result of its low specific weight, difficulties also arise when mixing with the steel. In the production of low-alloy steels there must also be a separate addition of steel refiners. Purpose of the invention is to indicate a process that leads to the manufacture of a product which does not show the disadvantages when embroidering the steel, which when using the known substances occur.

Insbesondere soll ein einfaches Verfahren angegeben werden, das zu ,einem Erzeugnis führt, welches ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht hat.In particular, a simple method is to be specified that leads to , a product that has a relatively high specific weight.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die gemeinsame Anwendung folgender Maßnahmen: Mischung eines oder mehrerer zerkleinerter Stahlveredler in Mengen bis zu 30% mit gemahlenem Calciumcarbid als Rest. Diese Mischung wird in geeigneten Gefäßen oder Behältern in die der Kalkstickstofferzeugung ,dienenden Öfen eingebracht. In der dort herrschenden Stickstoffatmosphäre wird die Mischung unter Ausnutzung der bei diesem Prozeß entstehenden Wärme bis zur Sinterung belassen.According to the invention, this object is achieved by the joint application the following measures: Mixing of one or more crushed steel refiners in Quantities up to 30% with ground calcium carbide as the rest. This mixture is in suitable vessels or containers for the production of calcium cyanamide Furnaces introduced. In the nitrogen atmosphere prevailing there, the mixture becomes using the heat generated during this process, left until sintering.

Das Verfahren der Erzeugung von Kalkstickstoff ist bekanntermaßen ein exothermer Prozeß. Das Erzeugnis dieses Verfahrens wird vornehmlich für Düngezwecke benutzt und wegen der damit verbundenen Nachteile nur in geringem Umfang als Aufstickungsmittel.The process of producing calcium cyanamide is known an exothermic process. The product of this process is primarily used for fertilization purposes used and because of the associated disadvantages only to a small extent as a nitrogenous agent.

Im allgemeinen wird eine Menge von weniger als 1019/o -der Stahlveredler nicht angewendet. Um den Aufstickungsprozeß zu erleichtern und die Reaktionstemperatur herabzusetzen, kann dieserMischung von Calciumcarbid und Stahlveredlern 1 bis 3 % Flußspat zugesetzt werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dieser Mischung weiterhin 2 bis 3d/o.Kalkstickstoff zuzusetzen, welcher bei der Aufstickung und Sinterung die Reaktion begünstigt.In general, an amount less than 1019 / o is used by the steel finisher not applied. To facilitate the nitrogenization process and the reaction temperature this mixture of calcium carbide and steel refiners 1 to 3 % Fluorspar can be added. It has been found to be useful this mixture continue to add 2 to 3d / o. calcium carbonate, which in the case of nitrogenization and Sintering favors the reaction.

Auf diese Weise erhält man ein Sinterprodukt, das dem Kalkstickstoff ähnlich ist, jedoch enthält das Sintererzeugnis eine mehr oder minder große Menge eines oder mehrerer Stahlveredler, wie beispielsweise Mangan, Chrom, Vanadin, Titan od.,dgl. Infolgedessen ist das Erzeugnis wesentlich schwerer als normaler Kalkstickstoff, und es läßt sich daher leichter in den Stahl'einbringen, zumal es in stückiger Form vorliegt. Eine besondere Sorgfalt bei der Legierung des Stahls ist nicht zu beachten, und beim Zusetzen zum Stahl tritt ein Verstauben kaum ein.In this way a sintered product is obtained that contains calcium cyanamide is similar, but the sintered product contains a more or less large amount one or more steel refiners, such as Manganese, chrome, Vanadium, titanium or the like. As a result, the product is much heavier than normal calcium cyanamide, and it can therefore be more easily introduced into the steel, especially since it is in lump form. Particular care is taken when alloying the Steel is not to be taken into account, and when it is added to the steel, there is hardly any dust a.

Die Herstellung läßt sich besonders .einfach -gestalten. Das Gemisch aus Calciumcarbid und Stahlveredlern wird in geeignete metallische Behälter gefüllt, und diese werden in die der Kalkstickstofferzeugung dienenden Öfen eingebracht; unter Ausnutzung der bei der Kalkstickstofferzeugung entstehenden Wärme wird die .eingesetzte Mischung auf die Reaktionstemperatur aufgeheizt, und es erfolgt die Aufstickung und Sinterung des eingesetzten Gemisches.The production can be designed in a particularly simple manner. The mixture from calcium carbide and steel refiners is filled into suitable metal containers, and these are placed in the furnaces used for the production of calcium cyanamide; using the heat generated during the production of calcium cyanamide, the . The mixture used is heated to the reaction temperature, and the Embroidery and sintering of the mixture used.

Dabei ist es zweckmäßig, daß die Stahlveredler, z. B. das Ferromangan, Ferrochrom, Ferrovanadium, Ferrotitan, Manganvanadium u. dgl., entsprechend zerkleinert werden, und zwar auf eine Korngröße, welche 0,3 mm nicht übersteigt. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, eine Korngröße von 0,15 mm zu verwenden.It is useful that the steel refiners, for. B. the ferromanganese, Ferrochrome, ferrovanadium, ferrotitanium, manganese vanadium and the like, comminuted accordingly to a grain size which does not exceed 0.3 mm. As functional has been found to use a grain size of 0.15 mm.

Das Aufsticken der Calciumcarbid-Stahlveredler-Mischung verläuft ohne Nachteil für die gleichzeitig erfolgende Kalkstickstofferzeugung, und zwar unter Ausnutzung der bei .diesem Prozeß entstehenden Uberschußwärme.The embroidery of the calcium carbide-steel finisher mixture is done without Disadvantage for the simultaneous production of calcium cyanamide, namely under Utilization of the excess heat generated during this process.

Der Aufstickungsprozeß und die Sinterung der Calciumcarbid-Stahlveredler-Mischung geht praktisch bei der gleichen Temperatur und während der gleichen Zeitdauer vor sich wie die übliche Kalkstickstofferzeugung. Der Behälter, in dem das Gemisch zur Reaktion und Sinterung gebracht wird, muß in den Behälter eingesetzt werden, in welchem die Kalkstickstoftherstellung erfolgt, .damit die Erzielung der erforderlichen Temperatur gewährleistet ist.The nitrogenization process and the sintering of the calcium carbide steel refiner mixture proceeds at practically the same temperature and for the same length of time like the usual calcium cyanamide production. The container in which the mixture is used Reaction and sintering brought about must be put in the container which the lime stick production takes place, so that the required Temperature is guaranteed.

Das beschriebene Verfahren läßt sich am vorteilhaftesten in Kalkstickstoffbetrieben durchführen, welche nachdem bekannten Polzeniusz- oder Frank-Caro-Verfahren arbeiten (Ullmann, »Encyklopädie der technischen Chemie«, Bd. 5, Jg. 1954, S. 52 ff.). Das in Platten- oder Blockform anfallende Sintererzeugnis wird auf schaufelfähige Korngröße zerkleinert und, in Blechtrommeln oder Fässer verpackt, den Stahlwerken zugeleitet. Der Zusatz zum Stahl erfolgt ohne Belästigung der Bedienungsmannschaft durch Staub od. dgl. von Hand mittels Schaufeln.The method described works most advantageously in calcium cyanamide plants perform which work according to the well-known Polzeniusz or Frank-Caro method (Ullmann, "Encyclopedia of Industrial Chemistry", Vol. 5, Jg. 1954, p. 52 ff.). That Sintered product in plate or block form is reduced to a shovelable grain size crushed and packed in metal drums or barrels, sent to the steelworks. The addition to the steel takes place without annoying the operating team with dust or the like. By hand using shovels.

Das spezifisch schwere Sintererzeugnis sinkt in den Stahl leichter in als normaler Kalkstickstoff, löst sich rasch, und es ist auf .diese Weise eine gleichförmige Verteilung sowohl des Stickstoffs als auch der im Erzeugnis enthaltenden Legierungselemente im Stahl gewährleistet. In diesem Sintererzeugnis liegt der Stickstoff sowohl als Calciumcyanamid als auch in Form der Metallnitride vor. Der Stickstoff verteilt sich rasch sind gleichförmig im Stahl, und es ergibt sich eine wesentlich bessere Stickstoffausbeute als bei der Anwendung von üblichem Kalkstickstoff.The specifically heavy sintered product sinks more easily into the steel in than normal calcium cyanamide, it dissolves quickly, and in this way it is a uniform distribution of both nitrogen and that contained in the product Alloying elements in the steel guaranteed. The nitrogen lies in this sintered product both as calcium cyanamide and in the form of metal nitrides. The nitrogen distributes rapidly are uniformly in the steel, and there is a substantial result better nitrogen yield than when using normal calcium cyanamide.

Claims

Claims: 1. A method for producing a nitrogen-containing Steel refiner, characterized by the joint application of the following measures: Mixture of one or more crushed steel refiners up to 30%, the remainder ground Calcium carbide is used in suitable vessels or containers for the production of calcium cyanamide Serving furnaces and placed in the nitrogen atmosphere prevailing there simultaneous use of the heat generated during this process until sintering left.

2. The method according to claim 1, characterized in that the calcium carbide 1 to 3% fluorspar and 2 to 7.1 / o calcium cyanamide are added.

3. Procedure according to claims 1 and 2, characterized in that the steel refiners .in one Grain size of 0.3 mm, advantageously 0.15 mm, can be used. Into consideration pulled documents: U.S. Patent No. 2,537,103; Hollemann and Wiberg, "Textbook of Inorganic Chemistry", 1953, pp. 398 and 399.