DE1258434B

DE1258434B - Device and method for introducing inert gases into a steel melt

Info

Publication number: DE1258434B
Application number: DEM38430A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Georg Speith; Dr-Ing Hans Vom Ende
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1958-07-28
Filing date: 1958-07-28
Publication date: 1968-01-11
Also published as: BE581121A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.: Int. Cl .:

C 21 cC 21 c

Deutsche Kl.: 18 b -7/06 German class: 18 b -7/06

Nummer: 1258434Number: 1258434

Aktenzeichen: M38430VI a/18bFile number: M38430VI a / 18b

Anmeldetag: 28. Juli 1958 Filing date: July 28, 1958

Auslegetag: 11. Januar 1968Open date: January 11, 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einleiten inerter Gase in eine in einer Pfanne befindliche Stahlschmelze.The invention relates to a device and a Process for introducing inert gases into molten steel in a ladle.

Es ist eine Eigenart des Thomasprozesses, daß während des Blasverlaufes zuerst der Kohlenstoff und dann der Phosphor aus dem in dem Konverter befindlichen Roheisen entfernt wird, so daß nach beendetem Blasen eine praktisch kohlenstofffreie Schmelze vorliegt. Auch bei nach anderen Verfahren erschmolzenen Stählen kann es notwendig sein, z. B. zur Erreichung besonders niedriger Phosphor- und Schwefelgehalte die Stähle tief herunterfrischen zu müssen, daß sie bei Schmelzende nur noch geringste Kohlenstoffgehalte aufweisen. Auch die Beendigung des Schmelzprozesses bei höheren Kohlenstoffgehalten, die aber unterhalb der geforderten Analyse liegen, ist nachteilig, da auch hierbei der Sauerstoffgehalt höher liegt, als es bei ordnungsgemäßem »Abfangen« der Schmelze bei dem geforderten Kohlenstoffgehalt der Fall gewesen wäre. Aufkohlen und Desoxydation der Schmelze erfolgen üblicherweise in der Pfanne, indem Kohlungsmittel und Desoxydationszuschläge praktisch gleichzeitig in die Pfanne gegeben werden. Das hat den Nachteil, daß der Sauerstoffabbau über den Kohlenstoff, d. h. die gasförmige Entfernung des im Stahl gelösten Sauerstoffes in der Form von Kohlenmonoxyd nicht in dem an sich möglichen Umfang erfolgen kann. Die Affinität der praktisch gleichzeitig zugegebenen Desoxydationsmittel zum Sauerstoff ist bekanntlich größer als die des Kohlenstoffes zum Sauerstoff, so daß immer ein bedeutender Anteil des gelösten Sauerstoffes durch diese Elemente abgebunden wird. Da Silizium und Aluminium im Gegensatz zum Kohlenstoff feste Desoxydationsrückstände bilden, erhöhen sie zwangläufig den Anteil an nichtmetallischen Einschlüssen im Stahl.It is a peculiarity of the Thomas process that, during the blowing process, the carbon first and then the phosphorus is removed from the pig iron located in the converter, so that after When blowing has ended, a practically carbon-free melt is present. Even with other methods molten steels it may be necessary, e.g. B. to achieve particularly low phosphorus and sulfur content to have to freshen the steels deeply so that they are only minimal at the end of the melting process Have carbon contents. Also the termination of the melting process with higher carbon contents, but which are below the required analysis is disadvantageous because here too the Oxygen content is higher than what is required if the melt is properly "trapped" Carbon content would have been the case. Carburization and deoxidation of the melt take place usually in the pan, adding carbonants and deoxidizing additives practically at the same time to be added to the pan. This has the disadvantage that the oxygen degradation via the carbon, i.e. H. the gaseous removal of the oxygen dissolved in the steel in the form of carbon monoxide does not can be done to the extent possible. The affinity of the added practically at the same time Deoxidizer to oxygen is known to be greater than that of carbon to oxygen, see above that a significant proportion of the dissolved oxygen is always bound by these elements. Since silicon and aluminum, in contrast to carbon, form solid deoxidation residues, they inevitably increase the proportion of non-metallic inclusions in the steel.

Es ist bekannt, daß die Reinheit eines beruhigten Stahles bedeutend verbessert werden kann, wenn man zunächst nur den benötigten Kohlenstoff und der Auflegierung entsprechende Mengen Mangan in die Pfanne gibt, um eine volle Ausnutzung der Desoxydationswirkung des Kohlenstoffes zu erhalten und danach erst die Abbindung des restlichen Sauerstoffes mit Silizium und/oder Aluminium vorzugsweise in der genannten Reihenfolge vornimmt. Das scheitert jedoch bisher daran, daß eine geeignete Zugabemöglichkeit fehlte und eine ausreichende Homogenisierung des Bades nicht herbeigeführt werden konnte.It is known that the cleanliness of a killed steel can be improved significantly if only the required carbon and the appropriate amount of manganese in the alloy the pan there to take full advantage of the deoxidizing effect of carbon and then preferably the binding of the remaining oxygen with silicon and / or aluminum in the order listed. However, this has so far failed because a suitable There was no possibility of addition and sufficient homogenization of the bath was not achieved could be.

Bekannt ist, Metallschmelzen dadurch zu entgasen, daß in die unter Vakuumwirkung stehende Metall-Vorrichtung und Verfahren zum Einleiten inerter Gase in eine StahlschmelzeIt is known to degas metal melts in that the metal device is under vacuum and methods of introducing inert gases into molten steel

Anmelder:Applicant:

Mannesmann Aktiengesellschaft,
4000 Düsseldorf, Mannesmannufer Ib.Mannesmann Aktiengesellschaft,
4000 Düsseldorf, Mannesmannufer Ib.

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr.-Ing. Karl Georg Speith,
4100 Duisburg-Huckingen;
Dr.-Ing. Hans vom Ende, 4100 Duisburg-RahmDr.-Ing. Karl Georg Speith,
4100 Duisburg-Huckingen;
Dr.-Ing. Hans vom Ende, 4100 Duisburg-Rahm

schmelze unten ein inertes Gas eingeführt wird, wobei die in der Schmelze aufsteigenden Gasblasenmelt below an inert gas is introduced, whereby the gas bubbles rising in the melt

ao eine Spülwirkung herbeiführen.ao bring about a rinsing effect.

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens bekannte Vorrichtung besteht aus einem Graphitrohr, das an seinem unteren Ende mit radialen Bohrungen versehen ist, um eine Verteilung des Gases zu eras halten. Das Austrittsende des Rohres kann durch eine Kappe aus porösem Graphit verschlossen sein. Diese bekannte Einrichtung kann nur für Aluminiumschmelzen benutzt werden, nicht jedoch für Stahlschmelzen. Außerdem ist poröser Graphit leicht zerbrechlich und teuer. Schließlich erreicht man nur eine ungenügende Spülwirkung, da bei der bekannten Einrichtung eine gleichmäßige Verteilung der aufsteigenden Bläschen über den ganzen Tiegelquerschnitt vorgesehen ist.A device known for carrying out this method consists of a graphite tube, which is provided with radial bores at its lower end in order to eras a distribution of the gas keep. The outlet end of the tube can be closed by a cap made of porous graphite. This known device can only be used for aluminum smelting, but not for Molten steel. In addition, porous graphite is fragile and expensive. After all, one only achieves an insufficient flushing effect, since in the known device an even distribution of the ascending bubbles over the entire crucible cross-section is provided.

Die Erfindung geht von einer bekannten Vorrichtung in Gestalt einer hohlen Stopfenstange aus, deren unteres Ende mit einem porösen Stopfen abgeschlossen ist und besteht darin, daß die exzentrisch in der Pfanne angeordnete Stopfenstange im Bereich des Gewindes für die Aufnahme handelsüblicher Stopfen eine Anzahl seitwärts gerichteter Bohrungen aufweist, durch die die inerten Gase durch den Stopfen hindurch dicht oberhalb des Bodens in das Bad eingeleitet werden.The invention is based on a known device in the form of a hollow stopper rod, whose lower end is closed with a porous plug and consists in that the eccentric in the Stopper rod arranged in the pan in the area of the thread for receiving commercially available plugs has a number of sideways bores through which the inert gases pass through the plug are introduced into the bath through just above the floor.

Es hat sich gezeigt, daß die Porosität handelsüblicher Schamottestopfen genügt, um einen genügend große.n Gasaustritt und eine ausreichende Zirkulation sowie einen befriedigenden Spülgaseffekt zu gewährleisten, so daß Einzelheiten von 4 bis 6 Minuten ausreichen, um alle beabsichtigten Wirkungen herbeizuführen. Eine Vorrichtung der gekennzeichneten Art kann mit besonderem ErfolgIt has been shown that the porosity of commercially available fireclay stoppers is sufficient to produce enough Große.n gas leakage and adequate circulation as well as a satisfactory purging gas effect ensure that details of 4 to 6 minutes are sufficient to complete all intended Bring about effects. A device of the type indicated can be particularly successful

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zur Herstellung von beruhigten Stählen, insbesondere von beruhigten Thomas-Stählen, verwendet werden, wobei die Stahlschmelze in einer Pfanne aufgekohlt wird, indem die inerten Gase so in die Stahlschmelze eingeleitet werden, daß sie in der Schmelze in an sich bekannter Weise eine lebhafte Bewegung erzeugen. Dabei kann das Verfahren unter Vakuum durchgeführt werden.are used for the production of killed steels, in particular killed Thomas steels, wherein the molten steel is carburized in a ladle by the inert gases so into the molten steel be initiated that they generate a lively movement in the melt in a manner known per se. The process can be carried out under vacuum.

Man erreicht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren eine gute Auflösung des Legierungs- und des Oxydationselements und ihre gleichmäßige Verteilung im gesamten Schmelzbad, weiterhin, daß die gesamte Schmelze in den Bereich der optimalen Wirkung des Unterdrucks gelangt.One achieves by the device according to the invention and the method according to the invention a good dissolution of the alloying and oxidizing elements and their uniform distribution throughout Molten bath, that the entire melt in the range of the optimal effect of the continues Negative pressure.

Claims

Patent claims:

1. Device for introducing inert gases into a steel melt located in a ladle in the form of a hollow stopper rod, the lower end of which is closed with a porous stopper is, characterized in that the stopper rod arranged eccentrically in the socket in the area of the thread for the »5 Receipt of commercially available plugs has a number of laterally directed holes through which the inert gases are introduced into the bath through the stopper.

2. Process for the production of killed steels, in particular killed Thomas steels, in which the molten steel is carburized in a ladle using an apparatus according to claim 1, characterized in that characterized in that the inert gases are introduced into the steel melt that they are in the Melt generate a lively bath movement in a manner known per se.

3. The method according to claim 2, characterized in that it is carried out under vacuum will.

Considered publications:

German Patent No. 660 094;

German interpretative document No. 1 025 630;

Belgian patent document No. 519 644;

British Patent No. 514,352;

French patent specification No. 992 654,
157 797;

U.S. Patent No. 1,131,488;

Foundry, 1951, pp. 556/557;

Stahl and Eisen, 1956, pp. 1721 to 1728;

B. Osann, Textbook of Metallurgy, Vol. II, 2nd edition, 1926, pp. 204 to 206.

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