DE1234050B

DE1234050B - Verfahren zur Gewinnung von Rechenwerten fuer die Ermittlung des Oxydationsgrades von Stahlschmelzen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1234050B
Application number: DEK47239A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ulrich Feldmann
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1962-07-14
Filing date: 1962-07-14
Publication date: 1967-02-09

Description

Verfahren zur Gewinnung von Rechenwerten für die Ermittlung des Oxydationsgrades von Stahlschmelzen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Rechenwerten für die Ermittlung des Oxydationsgrades von Stahlschmelzen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Der Oxydationsgrad einer Stahlschmelze ist eine wichtige Zustandsgröße, welche der Stahlwerker kennen muß, um die Desoxydation in sinnvoller Weise zu lenken.
Es sind Verfahren zur Gewinnung von Rechenwerten für die Ermittlung des Oxydationsgrades von Stahlschmelzen bekannt, bei denen eine gewisse Menge flüssigen Stahls aus der Stahlschmelze in eine stark abschreckend wirkende Probenform eingefüllt wird, in welcher der Stahl mit Aluminium versetzt wird, so daß sich das Aluminium mit dem im Stahl vorhandenen Sauerstoff zu Aluminiumoxyd umsetzt.
Die erstarrte Probe wird dann in einem Graphittiegel unter Vakuum aufgeschmolzen (Heißextraktion), wobei der Tiegelgraphit das Aluminiumoxyd unter Bildung von Kohlenoxyd reduziert und die Kohlenoxydmenge auf Sauerstoff umgerechnet wird. Diese Messung des Oxydationsgrades ist jedoch fehlerbehaftet, da der Stahl bereits bei der Erstarrung in der Probenform Sauerstoff verliert, indem sich dieser mit dem im Stahl gelösten Kohlenstoff zu Kohlenoxyd umsetzen kann, bevor das Aluminium wirksam geworden ist. Ein weiterer noch schwerwiegenderer Meßfehler ist dadurch gegeben, daß die Stahlschmelze zum Zeitpunkt der Probenahme sowohl in der Oxydationsperiode als auch nach einer Vordesoxydation Oxyde, Oxydverbindungen und Oxydgemische suspendiert oder emulgiert enthält, welche mit dem Oxydationsgrad der Schmelze nichts zu tun haben, weil sie mengenmäßig unabhängig von der Menge des im Stahl atomar gelösten Sauerstoffes sind. Diese Oxyde werden bei der oben beschriebenen Heißektraktion vom bei der Probenahme zugesetzten Aluminium reduziert und vermehren die Menge des gebildeten Aluminiumoxyds um einen Betrag, welcher eine Konzentration an gelöstem Sauerstoff vortäuscht, die überhaupt nicht vorhanden war.
Ein anderes bekanntes Verfahren vermeidet den Umweg der Sauerstoffbestimmung über die Bildung von Aluminiumoxyd, indem der flüssige Stahl in eine evakuierte Quarzpipette angesaugt und das bei der Erstarrung in der Pipette gebildete Gas auf Kohlenoxyd (und Kohlendioxyd) analysiert und auf Sauerstoff umgerechnet wird. Die erstarrte Stahlprobe wird in üblicher Weise heißextrahiert. Auch dieses Meßverfahren liefert keine exakten Meßwerte, weil im Zeitpunkt der Probenahme suspendierte Oxyde vorhanden sind oder bei der Erstarrung durch die Reaktion des im Stahl gelösten Sauerstoffs mit andern im Stahl gelösten Elementen gebildet werden, wobei im allgemeinen deren Sauerstoffaffinität mit fallender Temperatur zunimmt.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der oben beschriebenen bekannten Verfahren zu vermeiden. Ihr liegt die Beobachtung zugrunde, daß in dem aus einer Stahlschmelze entweichenden Gas neben CO auch CO2 zu finden ist, sowie die Erkenntnis, daß aus dem Verhältnis des CO-Anteils zum CO2-Anteil auf den Oxydationsgrad der Schmelze geschlossen werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem unmittelbar aus der Schmelze aufgefangenen Gasvolumen in an sich bekannter Weise das Verhältnis von Kohlendioxyd zu Kohlenoxyd bestimmt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die aus einer Stahlschmelze entweichenden Gase mit einem teilweise in die Stahlschmelze eintauchenden Gasaufnahmerohr aufgefangen. Hierbei kann der Gießaufnahmebehälter vor dem Eintauchen in das Stahlbad mit einem inerten Gas bis auf praktische Sauerstofffreiheit ausgespült und danach mit einem Weicheisenhut verschlossen werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß einer Ausführungsform einer solchen Vorrichtung besitzt die Auffangvorrichtung die Form eines sich verjüngenden Rohres, dessen engerer Teil abgewinkelt ist und in ein dünnes Leitungsrohr übergeht. Hierbei kann das Rohr im Bereich oberhalb der Stahlschmelze zwecks Verhinderung einer Überhitzung mit Asbest und/oder einer feuerfesten Masse versehen sein.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist beispielsweise in der Figur veranschaulicht.
Die konische Gasentnahmelanze besteht aus einem Gasentnahmerohr 1 (Probenrohr 1), an dessen einem Ende sich ein Krümmer 2 anschließt, der in ein konisches Verbindungsrohr 3 übergeht, welches mit seinem kleineren Querschnitt in das Tragrohr 4 mündet. Im Tragrohr 4, welches von einer Querstange 5 gehalten wird, ist ein Kupferrohr 6 vorgesehen, durch welches das Gas den Prüfeinrichtungen zugeführt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gewinnung von Rechenwerten für die Ermittlung des Oxydationsgrades von Stahlschmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem unmittelbar aus der Schmelze aufgefangenen Gasvolumen in an sich bekannter Weise das Verhältnis von Kohlendioxyd zu Kohlenoxyd bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Stahlschmelze entweichenden Gase mit einem teilweise in die Stahlschmelze eintauchenden Gasentnahmerohr aufgefangen werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasaufnahmebehälter vor dem Eintauchen in das Stahlbad mit einem inerten Gas bis auf praktische Sauerstofffreiheit ausgespült und danach mit einem Weicheisenhut verschlossen wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Einrichtungen zum Auffangen, Weiterleiten und Bestimmen der Zusammensetzung des aus der Schmelze entnommenen Gases, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung die Form eines sich verjüngenden Rohres (1, 3) besitzt, dessen engerer Teil (3) abgewinkelt ist und in ein dünnes Leitungsrohr (6) übergeht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr im Bereich oberhalb der Stahlschmelze zwecks Verhinderung einer Überhitzung mit Asbest und/oder einer feuerfesten Masse versehen ist.