DE1433534A1 - Verfahren zur Herstellung von legiertem Stahl - Google Patents

Description

"Verfahren zur Herstellung von legiertem Stahl"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur betriebs sioheren und wirtschaftlichen Herstellung von legiertem . Stahl nach dem Saueratoff-Aufblas©verfahren.

Ea sind Aufblaseverfahren bekannt, bei welohen durch Aufblasen von Sauerstoff auf die Oberfläche von Stahl roheisen oder Thomaeroheisen Stähle hergestellt wurden, deren Gehalt an Legierungsmetallen bis zu etwa 5 $ betrug· Beim Verblasen von phosphorreichem Eisen, wie Ekomasroheisen, gehört es zur bekannten Technik, die Schlacke ein- oder mehrmals zu wechseln» um die Entphosphorung vorzuverlegen und Stähle mit einem Phosphorgehalt von weniger als 0,030 i> herzustellen.

Bei der Herstellung von legierten Stählen spielt ebenfalls der Phosphorgehalt eine wesentliche Holle. Nach den Erkenntnissen, die man im Elektrostahlverfahren und im Siemens-Martin-Verfahren gewonnen hat, soll zum Zeitpunkt

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IANKKOKTO. DEUTSCHE BANK AG., DOSSEIDOHF T47214I · KJSTSCHECICKONTO: ESSEN i734

^s y, 4, S.

zum Schreiben von 26 ,Juli.J 968... _an «Verf ahrjm ^..Herstellung .._Λ..,» Bbtt

der Zugabe von Legierungsmetallen der Phoephorgehalt unter 0,020 # liegen, da sonst bei den für di» Edelstählerzeugung erforderlichen hohen Temperaturen gegen Blasende unvermeidlich eine Bückphosphorixng auf unerwünscht hohe Phosphorwerte stattfinden würde.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, bei welchem die Voraussetzungen für die betriebssichere und wirtschaftliche Herstellung von legierten Stählen, insbesondere Edelstahlen, im Rahmen eines Aufblas©verfahr ens' geschaffen werden und das es ermöglicht, im Aufblasetiegal qualitativ gleichwertige Stähle herzustellen wie im Elektroofen.

Als Ausgangamaterial für die Edelstahlerzeugung kann jedes Stahlroheisen oder Heißwindkupolofeneisen verwendet werden. Bevorzugt wählt man ein manganarmes Eisen, wie es beispielsweise ins Heißwindkupolofen mit 0,7 fi Mangan erseugt werden kann, da sonst für die Herstellung von Stählen mit einem maximalen Mangangehalt von 0,30 ?ί ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich wäre.

Die Hauptmerkmale des erfindungsgemäßen, Verfahrens sind die folgendem

Das X^arfahrea wird in zwei Bi&eeis durchgeführt _ρ

wotoei in der ©rsten Elias© unter einei? &±aenoxju^

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26. Juli 1968 " Verfahr en zur ...Hers ,teilung ...,...'.' Βία«

Zum Schreiben vom .....fr.«·. Η.!*.± </■ an -

eität (CaO/SiOo) von mehr als 3, ein Zwischenprodukt mit einem Phosphor gehalt von weniger als 0,025 1° erzeugt, dann die Schlacke abgezogen und dem Bad Legiemmgsträger zugesetzt werden, worauf in der folgenden zweiten Blasphase unter wenig neuer Schlacke (Schlackenbildner etwa 1 bis 4 i») mit einer Basizität von etwa 2 das Frischen fortgesetzt wird, wobei gegebenenfalls die Schmelze bei Erreiohen des gewünschten Kohlenstoffgehaltes abgefangen werden kann.

Zweckmäßig wird die erste Phase anfangs mter Anwendung normaler Blasenergie (entsprechend einem Lanzenabetand von etwa 90 bia 140 cm und einem Druck von 6 bis 10 atü) und später _;. c< .h* etwa wänrend ihrer zweiten Hälfte, unter Anwendung geringer BIc .ei-orf i© (erispreehend einem Lanzenabstand von 200 bis 550 era mid «ineia Druck von 5 bis 8 atü) durchgeführt.

Die zweite Phase kann dann unter Anwendung normaler (entsprechend einem Lanzenabstand von etwa 90 bis 140 ca und einem Druck von 6 bis 10 atü) oder erhöhter Blasenergie durchgeführt werden.

Die Legierung»träger werden, wie erwähnt, vor der zweiten Blaiphas· «ugefügt, und zwar in Form von Ferrolegierungen oder hochlegiertem Schrott* wobei der Prozentsatz der Zugabt an Legierungs trägern bis zu 50 Ji des metallischen Einsatzes betragen kann. Vor der aweiten Blas-

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Zum Schreiben vom J-L· $3M. .]J£§ an "I§£l§^e?L.fEiL.!.§£.§.$ellung <_._..» _. _{Blatt Ä}

phase können dem Bad auch chemische Wärmeträger, wie ]?©rrosilizium ocL&gl.j, zugesetzt werden^

Im einzelnen kann das Verfahren in folgender Weise durchgeführt werden?

Die Zuschläge in der era ten Blasphase sind größen«· ordnungsmäßig abhängig τοη der.Roheisen-Analyss, werden aber im Mittel- 3 Ms 5 $> KaIk₁ 1 bis 3 $ Srz oder Plasmschlacke und 0,5 "bis 1,0 $ Flußspat betragen. Die Lanze wird auf normale Blashöhe (90 bis HO ca) eingestellt und der Blasdruck auf 6 bis 10 atu gehalten. In den ersten Sekunden des Bia~ sens bildet sich ein Brennfleok mit hoher Temperatur auf der Badoberfläche aus, der Kohlenstoff sündet und es entsteht eine grellweiße Flamm® mit rotem Hauch»

Auf der Badoberfläche entsteht zuerst eine ©isenreichö, Mangansilikate enthaltende Sohlaokej die einen Seil des Kalkes schnell auflöst. Drei bis sechs Minuten nach Blasbeginn ist das Silizium vollständig verschlackt. Die dünnflüssige Schlacke beginnt zu schäumen und löst den noch festen Kalk weiter auf. Etwa in der fünften bis siebenten Blasminute wird die Lanze zur Verzögerung der Kohlenstoffverbrennung weiter zurückgezogen _f beispielsweise auf einen Abstand von 200 bis 350 cm, wobei die Kohlenstoff flamm© zu.-sammenfällt und die Entkohlungsgesehwinäigkeit stark zurückgeht. Der Frisehproseß geht ^fetzt im wesentlichen iiur über

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Zum SAreiben vom ..26. Juli..„H68. _an..." Verf ahr en...zur....ler stellung ^l Blatt ,

die Schlacke vor aioh. Die Schlacke schäumt? die in ihr noch enthaltenen Eisentröpfchen werden bei dieser Blasweise oxydiert und der Sisenoxydgehalt vergrößert. Der Phosphorgehalt geht in dieser Phase auf weniger alö 0,025 # zurück, während der Kohlenstoffgehalt noch frei etwa 1 # unter der Roheiaen-Analyse liegt. Die Badtemperatur beträgt 1400 bis 1500° 0. Die erste Blasphase wird nach etwa 10 bis 12 Minuten beendet, indem die Sauerstoffzufuhr abge- ä stellt und die Lanze hochgezogen wird. Das Bad und die schäumende eisenoxydreiehe Schlacke reagieren weiter miteinander. Durch langsames Kippen des Tiegels wix*d die Schlacke ablaufen gelassen. Das Kochen des Bades und Schäumen der Schlacke lassen allmählich naoh. Dar Gesamteisenoxydgehalt der Schlacke, der nach Beendigung der ersten Blaephaee mehr als 30 # beträgt, sinkt während der Liegeperiode auf 10 bis 15 #.

Gegen Ende der Liegezeit, die etwa 30 Minuten beträgt, werden de» Bad chemische Wärmeträger, wie Ferrosilizium, zugesetzt. Dann werden die Legierungsträger zugesetzt, und zwar in solcher Menge, deß im Fertigstahl der erwünschte Gehalt an Legierungeelementen erhalten wird. Anstelle von Ferrolegierungen kann hoo'ilegierter Schrott chargiert werden, in welchem Fall die Wirtschaftlichkeit durch die Ausnutzung der im Schrott enthaltenen Legierungeelemente verbessert wird·

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Zum Schreiben vom ...26..0.....JuIi 1J.68. _αη ....!!.!.erfahren ... zur.. „Hers teilung.._... .^ _Btaff J£

Yor Beginn der zweiten Blasphase werden zur Bildung einer neuen Schlacke dem Bad Schlackenbildner gsugeaetzt. Wenn₉ wie vorher erwähnt, auch Wärmeträger (Ferro-Silizium) zugesetzt werden, muß dar Kaltesatz auf die zügegeben© Menge des'Heiesiliziums abgestimmt werden\ die lasizität der neuen Schlacke (OaO/SiOg) soll etwa, 2 betragene

Fach Zugabe der Legierungsträger und der Sciilakk©nbildn©3? beginnt di© sweite Blasphase. Di© Schmelze zündet sofort "bei Beginn der Sauerstoffzufuhr* Die sugegefee= neu Wärmeträger (meist SilisiuM) verbrennen aufgrund ihrer Sauerstoffaffinität zuerst und erhöhen damit soJilagartig die Temperatur des flüssigen Badea« ¥@nn ferrolegierungen als Legierung®träger zugesetst w@rden_s erfolgt ihr© Auflösung im Lauf® der ersten fünf Elasminutenf wenn Sehrott zugefügt wird, ist die Auflasegesehwindigkeit von der Form der Stück® abhängig» B©i sehwerstückigem Schrott kann die Auflösezeit bis gu zwölf Minuten betragen«

Da der Phosphor bereits während der orstea Blasphas© entfernt wurd© und die notwendige ©adtemp@ratur aurcjb. die Zugab© von Wärmeträgern gesteuert werden kann_f kann ül© Charge bsi jedem beliebigen Kohlenstoffgehalt dureh Beendi« gung der S&uerstoffsufufer abgefangea tm^äQUo Die tSchla meng® sowie ihr© chiMisahs Zueasaa©as@tsui3.s un& dl© &,qö.qs Blasendteap©^©türen (üfeos· 1680^s Q) -reriirsaohea nur @ia©a

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zum Schreiben vo„ ....26 · Juli 1268 _an »JerfSÜESSl ..«up .Herstellung. ,,,.,.'! _Bl«n

geringen Verlust der sauerstoffaktiven Legierungaelemente. Nickel i'.ad Molybdän verschlacken nicht. Bas Ausbringen von Ohrom und Mangan liegt zwischen 80 und 90 #.

Nach Blasende können Reduktionsmittel, wie Aluminium-Granalien, Kalziumkarbid, Ferrosilizium- und Kalziumsiliziumpulver u.dgl., auf die Zweitschlacke aufgegeben werden, wodurch eine Rückreduktion von Legierungselementen aus der Schlacke ins Bad stattfindet. |

Ebenso können dem Bad nach Blasende Desoxydationsmittel zugesetzt werden. Auf diese Weise kann die Qualität des Stahles verbessert und genaue Legierungskorrekturen durchgeführt werden.

Wird best« Stä^v>l Qualität mit niedrigstes Schwefelgehalt gefordert, kann ein. Teil dor Eatlaeke abgezogen, anschließend Staubkalk zugegeben und dieser iaittels Flußspat verflüssigt werden* Die Menge der neuen Schlackenbildner beträgt etwa 0,5 bis 1,5 #. Diese Schlacke wird mit | (Jae- oder ölbrennem beheizt und durch Zugabe von Reduktionsmitteln, wie Kalziuakarbid, Kohle, Kalziumsilizium u. dgl., reduzierend gehalten. Im allgemeinen wird damit eine Schlacke ersielt, die ähnlich der Lichtbogenofen-Feinungseohlaoke eine starke Xnteohwefelunge- und Desoxydationevirkung besitzt. Gleichseitig wird das Bad mit den bekannten DeeoxydationaMitteln i» Siegel beruhigt. Dadurch ist ei möglich, die Schwefelgehalte bis etwa 0,005 $> zu senken,

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Zum Schreiben vom ...2.6. «TttliJLäjSe. _an JÜTerfahr en _aux ...Hers t[ellung o.«.....!!........ _BSatt ■ ·

Korrekturzugaben von Legierungaelementen ohne Verlust und mit großer Genauigkeit durchzuführen sowie eine dem Elektrostahl gleichwertige Stahlqualität su erreichen.

!fach den Schlackenreduktions vorgängen, der Baddesoxydation und der Korrekturzugabe von legierungselementen wird die Schmelze nach Erreichen der notwendigen Gießtemperatur in eine Pfanne abgestochen und vergossen.

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Claims (1)

1. Zum Schreiben vom _2 6.JuJLi 1.9.68 _an...«Verfahren zur... Hers teilung ....,.» Blatt ,

   Gussstahlwerk Witten Aktiengesellschaft, Witten (Ruhr),

   Auestraße 4

   ZS ZSi SS « % SS 22, SS SS* SS Sf

   Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen von legiertem Stahl mit mshr als 5 ^cß> Legierungsbestandteilen aus flüssigem Roheisen oder Heißwindkupolofeneisen und festen, vornehmlich aus Schrott bestehenden Legierungsträgern durch Frischen dieses Einsatzes mit Sauerstoff, der auf die Oberfläche der Charge ; aufgeblasen wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung zum Teil bekannter Merkmale in der Weise, daß in einer ersten Arbeitsphase ein flüssiger und im wesentlichen unlegierter Einsatz beginnend mit einem Lanzenabstand von 90 bis 14-0 cm und einem Blasdruck von 6 bis 10 atü und in der zweiten Hälfte dieser Phase mit einem {

   Lanzenabstand von 200 bis 350 cm sowie einem Blasdruck von 3 bis θ atü unter einer eisenoxydreieben Schlacke einer Basizität (CaO/SiOg) von mehr als 3 auf ein Zwischenerzeugnie mit weniger ale 0,025 # Phosphor vorgefriacht wird, naoh Entfernen der Entphosphorungsschlacke die festen Legierungaträger, erforderlichenfalls mit Wäi-meträgern wie Ferrosilizium zusammen, chargiert werden, das Sauerstoffblasen nun in einer zweiten, bis ζην Verflüssigung der

   Uta,, unterlag» «*' · ι «* = *■' ~ ·«" **"** ** 809809/0467

   Zum Schreiben vom J&s. <iMl.i....i9..6§. an'!l6£Xfe^ ;.,...·.."„ Biott Jt

   chargierten Feststoffe und Einstellung des im "Fertigstahl angestrebten Kohlenstoffgehaltee reichenden Phase bei einem Lanzenabstand von 90 bis 140 cm und einem Blasdruck von β bis 10 atu unter einer geringen Menge (1 bis 4 $>) neuer Schlacke einer Basiaitäi von etwa 2 fortgesetzt wird, und daß in einem letzten Absshnitt dee Verfahrens die~wsfol@ibende Sohlacke mit Reduktionsmittel behandelt, die öharg© kurss (1/2 bis 3 Minuten) nachgeblaeen, nach der Entfernung der reduzierten Schlack© weitere feste Legierung^träger in der Charge gelöst werden und die Charge schließlich in üblicher Weise gefeint wird.

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