DE1295196B

DE1295196B - Verwendung einer Eisen-Silizium-Metallegierung als Vorlegierung zur Herstellung von legierten Staehlen

Info

Publication number: DE1295196B
Application number: DE1965G0043673
Authority: DE
Original assignee: GEHM
Current assignee: GEHM
Priority date: 1965-05-22
Filing date: 1965-05-22
Publication date: 1969-05-14

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Eisen-Silizium-Metallegierung als Vorlegierung zur Herstellung von legierten Stählen.
Bekanntlich werden legierte Stähle als Aufbauchargen oder als Umschmelzchargen erzeugt. Bei den Aufbauchargen wird ausgegangen von unlegiertem Schrott, der gefrischt und gefeint wird, worauf alsdann im Ofen mit Ferrolegierungen oder auch reinen Legierungen die Legierungsarbeit durchgeführt wird. Bei den Umschmelzchargen wird im wesentlichen ausgegangen von Schrott, der die betreffenden Legierungselemente in mehr oder minder großem Maße enthält. Es wird ferner zum Ausgleich fehlender Mengen und Bestandteile mit dem Zusatz von Ferrolegierungen und auch reinen Metallen gearbeitet.
Es ist also bekannt und üblich, die Legierungselemente im Ofen, d. li. im Siemens-Martin-Ofen oder im Elektroofen zuzusetzen. Es wäre aber erwünscht, die Legierungsarbeit in der Pfanne durchzuführen, weil sie dann ungestört von Nebenreaktionen mit der Schlacke und ohne nennenswerten Abbrand erfolgen könnte. So zu verfahren, scheitert aber daran, daß die Ferrolegierungen und auch die reinen Metalle in der Pfanne nicht vollständig und nicht schnell genug aufschmelzen bzw. sich in der in der Pfanne befindlichen Schmelze nicht gleichmäßig verteilen. In Fällen, in denen der Stahl nicht im Siemens-Martin-Ofen oder im Elektroofen erschmolzen worden ist, sondern durch Verblasen im Konverter oder durch Aufblasen von Sauerstoff, ist ein Legieren praktisch nicht möglich, weil ein Legieren während des Blasvorganges nicht durchgeführt werden kann und ein Legieren in der Pfanne aus den angegebenen Gründen nicht möglich ist.
Zugaben in der Pfanne bleiben im allgemeinen beschränkt auf einen Zusatz von Aluminium oder sonstigen Zuschlägen, die dem Beruhigen der Stahlschmelze dienen.
Es ist ferner bekannt, den Schmelzen in der Pfanne Ferrosilizium zuzusetzen mit Siliziumgehalten von 750/0 und mehr. Bezüglich eines Zusatzes von Legierungselementen in der Pfanne bestand die Auffassung, daß dies nur bei verhältnismäßig geringen Legierungsmengen möglich ist.
Zweck der Erfindung ist es, die - Möglichkeit zu schaffen, Legierungselemente in der Pfanne zuzusetzen, wobei Gewähr gegeben ist, daß eine gleichförmige Verteilung der Legierungselemente in der Schmelze erfolgt. Erfindungsgemäß geschieht dies durch Verwendung von Eisen-Silizium-Metallegierungen als eine in die Gießpfanne einzusetzende Vorlegierung, bestehend aus 10 bis 50 °/o Silizium, Rest Eisen und mindestens einem der Metalle Chrom, Mangan, Wolfram, Vanadium, Nickel, Kobalt, Titan, Tantal und Niob. Hierbei wird so vorgegangen, daß durch Anwendung an sich bekannter Methoden praktisch nur mit Kohlenstoff legierter Stahl erzeugt wird und die Zugabe der Legierungselemente in Form der Eisen-Silizium-Metalllegierung in die Gießpfanne erfolgt. Dies beruht auf der Erkenntnis, daß der Siliziumgehalt der Metallegierung dafür sorgt, daß das Legierungsmetall in der in der Pfanne befindlichen Schmelze schneller und leichter aufgelöst und auch gleichmäßig in der Schmelze verteilt wird.
Die bekannten und üblichen Methoden, die angewandt werden sollen, um den unlegierten Kohlenstoffstahl herzustellen, sind die bekannten Verfahren, die im Siemens-Martin-Ofen durchgeführt werden oder im Elektrolichtbogenofen bzw. Induktionsofen. Es kann sich ferner um Methoden handeln, bei denen der Stahl im Konverter erblasen wird, oder um das bekannte neuzeitliche Verfahren des Aufblasens von Sauerstoff auf die Oberfläche des Stahles. Eine besondere Bedeutung gewinnt die erfindungsgemäße Verwendung der Vorlegierung in Verbindung mit den beiden letztgenannten üblichen Methoden der Herstellung von unlegiertem Stahl, weil bei diesen Verfahren häufig nicht unbeträchtliche Mengen Sauerstoff in dem Stahl verbleiben. Dieser Sauerstoff reagiert mit dem Silizium der Metallegierung und führt zu einer kräftigen Badbewegung, was der gleichmäßigen Verteilung des Legierungselementes in der Charge förderlich ist. Der Zusatz der Eisen-Silizium-Metallegierung kann in beliebiger Weise erfolgen. Es hat sich aber als ganz besonders zweckmäßig erwiesen, diese Legierung kleinstückig oder gekörnt kalt dem Gießstahl zuzusetzen.
Der Schmelzpunkt oder Schmelzbereich der erfindungsgemäß zu verwendenden Eisen-Silizium-Metalllegierung liegt verhältnismäßig niedrig und kann so eingestellt werden, daß er etwa dem Schmelzbereich des Stahles entspricht, was als besonderer Vorteil anzusehen ist.
Der Siliziumgehalt kann auch so gewählt werden, daß er, falls er nicht durch eine Reaktion mit dem in der Schmelze enthaltenen Sauerstoff aufgebraucht und als Kieselsäure in die Schlacke übergeführt wird, nur zu einer geringfügigen Erhöhung des Siliziumgehaltes der Gesamtschmelze beiträgt. Falls der Stahl ausgesprochen siliziumhaltig sein soll, kann selbstverständlich eine Eisen-Silizium-Metallegierung zugesetzt werden, deren Siliziumgehalt entsprechend hoch gewählt ist.
Auf diese Weise können dem Stahl, der als praktisch reiner Kohlenstoffstahl erschmolzen ist, in der Pfanne die erwünschten Gehalte an Legierungselementen wie Chrom, Manga, Wolfram, Molybdän, Vanadium u. dgl. zugesetzt' werden, auch Nickel und Kobalt, sowie ferner Titan, Tantal, Niob.
Nachfolgend werden einige Eisen-Silizium-Metalllegierungen aufgeführt, die vorteilhafterweise als in die Pfanne zuzusetzende Vorlegierung zur Herstellung entsprechend legierter Stähle verwendet werden können: Silikovanadium: 35 bis 50010 Silizium 40 bis 35 °/o Vanadium 19 bis 15 °% Eisen Schmelzbereich: 1500 bis 1600"C Silikotitan: _ 360/, Silizium 50 °/o Titan 15 °/o Eisen oder 100/0 Silizium 50 °/o Titan 40 °% Eisen Schmelzbereich: 1400 bis 1450°C Silikoniob: 22 bis 27 °/o Silizium 40 bis 48/o Niob 6 °/o Tantal Rest Eisen Schmelzbereich: 1450 bis 1500°C Silikomolybdän: 45 % Silizium 320/0 Molybdän 21% Eisen Schmelzbereich: 1650 bis 1750°C Silikowolfram: 43 % Silizium 30% Wolfram 25 0/0 Eisen Schmelzbereich: 1400 bis 1800°C

Claims

Patentansprüche: 1. Verwendung einer Eisen-Silizium-Metallegierung, bestehend aus 10 bis 500/0 Silizium, Rest Eisen und mindestens einem der Metalle Chrom, Mangan, Wolfram, Molybdän, Vanadium, Nickel, Kobalt, Titan, Tautal und Niob einschließlich Verunreinigungen als eine in die Gießpfanne zuzusetzende Vorlegierung zur Herstellung eines legierten Stahles.
2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, in der der Siliziumgehalt 35 bis 50 0/0, der Vanadiumgehalt 35 bis 400/, und der Eisengehalt 15 bis 19 0/0 beträgt und deren Schmelzbereich zwischen 1500 und 1600°C liegt, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit 360/, Silizium, 500/,Titan, 15010 Eisen des Schmelzbereiches von 1400 bis 1450°C für den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit 10 % Silizium, 50 % Titan, 40 % Eisen des Schmelzbereiches 1400 bis 1450°C für den Zweck nach Anspruch 1.
5. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit 22 bis 27 % Silizium, 40 bis 48 0/0 Niob, 6 % Tautal und Rest Eisen des Schmelzbereiches 1450 bis 1500°C für den Zweck nach Anspruch 1.
6. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit 45 % Silizium, 32 % Molybdän, 210/0 Eisen des Schmelzbereiches 1650 bis 1750°C für den Zweck nach Anspruch 1.
7. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit 43 0/0 Silizium, 30 0% Wolfram, 25 % Eisen des Schmelzbereiches 1400 bis 1800°C für den Zweck nach Anspruch 1.