DE1433621C - Brikett fur den Zusatz zu geschmolze nem Stahl - Google Patents

Description

Aluminium und Mangan sind übliche Stahlzusätze, die den Stahl desoxydieren und entschwefeln und außerdem Mangan in den Stahl einführen sollen.

Aus der USA.-Patentschrift 2 935 397 ist ein Zusatzmittel für den Zuschlag zu geschmolzenem Stahl bekannt, das aus einem Aggregat aus feinverteilten metallischen Legierungsbestandteilen, wie Ferromangan, und einem feinzerteilten organischen Bindemittel, wie Kolophonium, besteht. Der Zweck des organischen Bindemittels besteht darin, in der Stahlschmelze gasförmige Reaktionsprodukte zu entwickeln, welche die Schmelze in Turbulenz versetzen und dadurch die gleichmäßige Auflösung des Zusatzmittels begünstigen.

Aus der britischen Patentschrift 253 402 ist ein Brikett für den Zuschlag zu Stahlschmelzen bekannt, das ein Aggregat von feinzerteilten metallischen Legierungsbestandteilen, wie Ferromangan, und von feinzerteilten anorganischen Bindemitteln, und zwar im wesentlichen von Ton, besteht. Die Herstellung dieses Briketts erfolgt durch Vermischen der Bestandteile mit Wasser, Strangpressen und Zuschneiden der Briketts, die dann getrocknet werden.. Der in großen Mengen verwendete Ton, Aluminiumsilikat, dient als Trägerstoff zur Verteilung der reinigenden metallischen Bestandteile des Briketts in der Stahlschmelze.

Die deutsche Patentschrift 250 891 betrifft die Desoxydation von Stahlschmelzen und die Zugabe von Flußmittel. Feine Soäne oder derbe Pulver aus dem der Schmelze zuzusetzenden Metall oder Metallmenge werden mit Bindemitteln, wie Wasserglas, und gegebenenfalls Flußmitteln, wie Borax, vermischt. Die Möglichkeit, Ferromangan als Zuschlag zur Entschwefelung des Roheisens zu verwenden, wird erwähnt.

Bei den in der USA.-Patentschrift 2 950187 beschriebenen Zusatzlegierungen für Stahlschmelzen handelt es sich um verschmolzene Legierungen aus Mangan, Calcium und Silicium, die gegebenenfalls noch andere Bestandteile, wie Aluminium, enthalten können.

Gegenstand der Erfindung sind ein einheitliches, hochverdichtetes Brikett für den Zusatz zu geschmolzenem Stahl, enthaltend als Bestandteile feinteiiiges Ferromangan und feinteiiiges Aluminium, gekennzeichnet durch einen Ferromangangehalt von 50 bis 98 Gewichtsprozent und einen Gehalt von 50 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Brikett, an einer Aluminium-Flußmittel-Mischüng, die 50 bis 85 Gewichtsprozent Aluminium, 10 bis 25 Gewichtsprozent Flußspat und 5 bis 30 Gewichtsprozent Kalk enthält, sowie ein Verfahren /.um Herstellen dieses Briketts, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 50 bis 98 Gewichtsprozent Ferromangan und 50 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das fertige Brikett, einer Aluminium-Flußmittcl-Mischung, die 50 bis 85 Gewichtsprozent Aluminium, 10 bis 25 Gewichtsprozent Flußspat und 5 bis 30 Gewichtsprozent Kalk enthält, gründlich vermischt und unter hohem Druck zu einem Brikett verpreßt, wobei ein Druck ausgeübt wird, der bis zu 300 t auf ein Brikett mit einem Durchmesser von 6,35 cm und einer Höhe von 6,35 cm entspricht.·

Gegenüber den bekannten Barren und Briketts aus Stühlzusatzlegimingen untmcliuidct sich das erfindimgsgemäße Brikett nicht nur durch seine andere Zusammensetzung, sondern, was von großer Bedeutung ist, dadurch, daß es eine hochverdichtete Mischung von diskreten Teilchen darstellt. Die erfindungsgemäßen Briketts, welche beispielsweise einen Durchmesser und eine Höhe von je 6,35 cm aufweisen, sind mechanisch ziemlich stabil. Sie zerfallen daher in der Stahlschmelze nicht, lösen sich aber trotzdem darin schneller auf als die zum bekannten Stand der Technik gehörenden Barren oder Briketts. Auf Grund ihrer mechanischen Festigkeit und hohen

ao Dichte sinken die in die Schmelze eingeworfenen, erfindungsgemäßen Briketts rasch in tiefere Schichten ab, wo sie sich rasch auflösen. Dadurch werden die Brikettbestandteile, wie das für die Desoxydation des Stahles benötigte Aluminium, in kurzer Zeit homogen in der Schmelze verteilt.

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich,

eine Kombination aus Flußmitteln und Aluminium auf einmal der abgestochenen Stahlschmelze, die aus

' dem Stahlerzeugungsofen abgezogen wird, zuzusetzen, ohne daß mehrere getrennte Zusätze gehandhabt werden müssen. Das zur Desoxydation des Stahles benötigte Aluminium soll die schädlichen Desoxydationsprodukte und andere Arten von Einschlüssen in dem Metall vollständiger entfernen. Der Mangan-

gehalt in dem erfindungsgemäßen Brikett erhöht nicht nur den Mangangehalt des behandelten Stahls, sondern trägt auch zu einer wirksameren Entschwefelung des Metalls bei.
Durch die Anwendung der Flußmittel in feinteiliger und gleichmäßig gemischter Form zusammen mit dem Aluminium und bzw. oder dem Ferromangan in Gestalt eines einheitlichen Briketts werden jedoch erfindungsgemäß neue Vorteile erzielt. Es findet eine unmittelbare und wirksame Verschlackung der Des-Oxydationsprodukte statt. Wenn sich infolge des Zusatzes des Aluminiums und des Ferromangans zu dem geschmolzenen Stahl die Oxydationsprodukte bilden, wirken der Flußspat und der Kalk als Flußmittel. Daher findet die Verschlackung gleichzeitig mit der Erzeugung der Desoxydationsprodukte statt, so daß Einschlüsse in dem Stahl vermieden werden. Es wird allgemein anerkannt, daß die verschlackten Stoffe niedrigere Schmelztemperaturen haben, wodurch eine kontinuierliche Verschlackung während des Absteckvorganges ermöglicht wird. Dadurch, daß die Flußmittel in Form eines Briketts zugeführt werden, gelangen sie unter die Oberfläche der Metallschmelze, und die Freigabe des Flußmittels wird etwas verzögert, wodurch eine gleichmäßigere Verschlackung innerhalb der gesamten Schmelze erzielt wird. Es findet daher eine wirksamere Entfernung anderer Oxyde als des Aluniiniumoxydes zusammen mit den Silicnteinschlüssen statt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden metallisches Aluminium, Calciumfluorid und Calciumoxyd in feinteilige Form gebracht, innig miteinander gemischt und dann zu einem Brikett verformt, welches gewönhlich 2,3 bis 6,8 kg wiegt; das Gewicht kann jedoch nach Wunsch festgesetzt wcrden. Das Aluminium wird gewöhnlich in Form von Schnitzeln, Spänen, Pillen oder als Aluminiunigckrätz eingesetzt. Das Calciumlluorid ist handelsüblicher Flußspat. Das Calciumoxyd ist handelsüblicher gepulverter Kalk. Die Aluminiumpillcn, das Aluminiumgekrätz oder die Aluminiumschnitzel sollen gewöhnlich eine solche Korngröße haben, daß sie durch ein Sieb mit 2 mm Mascheiiweite hindurchgehen. Falls Späne verwendet werden, sollen diese

feine Späne sein. Sowohl der Flußspat als auch der Kalk sind vorzugsweise so feinkörnig, daß sie durch ein Sieb mit 0,15 mm Maschenweite hindurchgehen. Diese Stoffe werden gründlich miteinander gemischt und dann mittels einer sehr schweren Presse brikettiert. Hierfür wurde z. B. mit Erfolg eine 300-t-Presse verwendet. Im Bedarfsfalle kann ein Bindemittel verwendet werden,.um das Brikett zusammenzuhalten. Zu diesem Zweck wurde mit Erfolg Kraftpapier üblicher Stärke zur Auskleidung eines Zylinders in der Presse verwendet, in der die gemischten Stoffe unter Druck gesetzt werden. Das Kraftpapier hält das Brikett in der gewünschten Form. Man kann auch harzartige Stoffe, Teer oder Asphalt oder andere ähnliche Bindemittel verwenden.

Das obenerwähnte Brikett kann in verschiedenen Formen hergestellt werden, die für kohlenstoffarme und kohlenstoffreiche Stähle geeignet sind, wie sie beim Gießen von unberuhigtem halbberuhigtem und beruhigtem Stahl erhalten werden. Für unberuhigten Stahl sind mit Erfolg Gemische aus 50 Gewichtsprozent Aluminium, 20 Gewichtsprozent Flußspat und 30 Gewichtsprozent Kalk verwendet worden. Für halbberuhigte Stähle sind mit Erfolg Gemische aus 60 Gewichtsprozent Aluminium, 25 Gewichtsprozent Flußspat und 15 Gewichtsprozent Kalk verwendet worden. Für beruhigte Stähle sind mit Erfolg Gemische aus 85 Gewichtsprozent Aluminium, 10 Gewichtsprozent Flußspat und 5 Gewichtsprozent Kalk verwendet worden. Für die Erfordernisse besonderer Stahlsorten können diese Mengenverhältnisse etwas abgeändert werden.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die obigen, hauptsächlich aus Aluminium, Flußspat und Kalk bestehenden Stoffe mit Ferromangan gemischt, um einen selbstverschlakkenden, selbstdesoxydierenden, maganhaltigen Zusatz zum Stahl zu erhalten. In diesem Falle verwendet man Ferromangan-Feinkorn, welches gewöhnlich durch ein Sieb mit 2,38 mm Maschenweite hindurchgeht. Für unberuhigte Stähle kann man das oben für unberuhigte Stähle angegebene Gemisch aus Aluminium und Flußmitteln in Mengen von etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent mit 98 bis 90 Gewichtsprozent Ferromangan-Feinkorn verwenden. Für halbberuhigte Stähle verwendet man das oben für halbberuhigte Stähle angegebene Gemisch aus Aluminium und Flußmitteln in Mengen von etwa 5 bis 25 Gewichtsprozent zusammen mit 95 bis 75 Gewichtsprozent Ferromangan-Feinkorn. Für beruhigte Stähle verwendet man das oben für beruhigte Stähle angegebene Gemisch aus Aluminium und Flußmitteln in Mengen von etwa 40 bis 50 Gewichtsprozent zusammen mit 60 bis 50 Gewichtsprozent Ferromangan.

Das Ferromangan, das Aluminium, der Flußspat und der Kalk werden in den angegebenen Korngrößen gründlich miteinander gemischt, in eine Hochleisttingspresse eingegeben und mit oder ohne Bindemittel zu einem Brikett vcrlormt. Das Brikett kann beliebige Größe besitzen und einen Durchmesser sowie eine I leihe von 2,5 bis 15 cm aufweisen. Hs wurden mit FrIoIg Brikctlu von 6,35 cm Durchmesser und 6,35 cm Höhe verwendet. Die Brikette können mit jedem beliebigen Gewicht hergestellt werden; vorzugsweise wiegen sie jedoch etwa 2,3 ki».

Evin Vorteil des manganhaltigcn Briketts ist der, daß ein größerer Prozentsatz des zugesetzten Mangans im Stahl gewonnen wird. Es wird angenommen, daß dies darauf beruht, daß das unmittelbar in feinteiliger Form anwesende Aluminium sich mit den sauerstoffhaltigen Produkten in dem Bad verbindet, so daß diese das Mangan nicht oxydieren können. Ein weiterer Vorteil ist es, daß der Manganzusatz infolge der gleichmäßigen Teilchengröße durch die ganze Schmelze hindurch verteilt werden kann, woraus sich eine Verbesserung hinsichtlich, des Manganabbrandes ergibt. Dies ermöglicht eine Verringerung des Mangangehaltes in den Richtnormen. Dieser Vorteil beruht teilweise darauf, daß der Zusatz, da er. in Form eines sorgfältig abgemessenen Briketts vorliegt, sich leicht in der ganzen Abstichmasse verteilt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Ferromangan nicht mehr in der feinkörnigon Form verwendet zu werden braucht, in der es gewöhnlich in den handelsüblichen Massensendungen vorkommt. Wenn solches Material als Zusatz zu geschmolzenem Stahl verwendet wird, zieht ein Teil des feinkörnigen Gutes als Wolke ab, und wenn die kleinen Ferromanganteilchen gesondert zu der Stahlschmelze zugesetzt werden, verursachen sie hochgradige Oxydation des Mangans.

Ein weiterer Vorteil des manganhaltigen Briketts gemäß der Erfindung ist eine Verbesserung der Entschwefelung. Infolge der Anwesenheit des schweren Mangans sinkt das Brikett tiefer in das geschmolzene Metallbad ein, so daß der Kalk und der Flußspat ebenfalls tiefer in die Schmelze eindringen und dort in Zusammenwirkung mit dem Mangan eine Entschwefelung herbeiführen. Die Freigabe des Flußmittels wird verzögert, weil· das in der Schmelze untersinkende Brikett langsamer schmilzt und die Flußmittel sich bei Temperaturen unter 1590° C verflüchtigen, so daß das Untersinken des Briketts ,unter die Badoberfläche günstig ist und der Zusatz der Briketts zu der ganzen Masse der Schmelze möglich wird, obwohl die Temperatur des abgestochenen Stahles etwas sinken kann.

Die Brikette gemäß der Erfindung können im Ofen, in der Abstichrinne, in der Gußpfanne oder in der Gußform zugesetzt werden. Ein Gußformzusntz gemäß der Erfindung in Form eines kleineren Briketts kann zu einzelnen Blöcken als Ersatz für das normalerweise zu Desoxydation dienende Aluminium und für das infolge anomaler Bedingungen beim Gießen von unberuhigtem Stahl verlorengegangene Mangan zugesetzt werden.

Ein Vorteil gemäß der Erfindung ist die Einsparung'an Materialhantierung. Alle gewünschten Zusatzstoffe sind zu einem einzigen Brikett zusammengefaßt. Infolge der Größe und Gleichmäßigkeit dieser Briketts können verschiedene Zusatzmethoden angewandt und die Zusätze genau berechnet und zeitmäßig abgepaßt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß sich weniger Rauch aus der Abstichrinne entwickelt. Dies beruht teilweise darauf, dal? der ganze Zusatz in Form.eines festen Briketts erfoh't, aber auch darauf, daß durch das Untertauchen des 'Briketts in der Stahlschmelze die Wirkung verzögert wird, wodurch die Rauchbildung an der Oberfläche des Stahles vermindert wird.

~Dk_4^rlindiim; ist in der Zeichnung dargestellt, welche em^BTHwU^y^mäß der l'iliiulimg zeigt, wobei die l'ilindimg naUiriiomÜTTritikUiiifdie in der Zeichnung erläuterte Brikettform beschriml

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einheitliches, hochverdichtetes Brikett für den Zusatz zu geschmolzenem Stahl, enthaltend als Bestandteile feintciliges Ferromangan und feinteiliges Aluminium, gekennzeichnet durch einen Ferromangangehalt von 50 bis 98 Gewichtsprozent und einen Gehalt von 50 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Brikett, an einer Aluminium-Flußmittel-Mischung, die 50 bis 85 Gewichtsprozent Aluminium, 10 bis 25 Gewichtsprozent Flußspat und 5 bis 30 Gewichtsprozent Kalk enthält. .

2. Brikett gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ferromangangehalt von 90 bis 98Gewichtsprozent und einen Gehalt an der Aluminium-Flußmittel-Mischung von 10 bis 2 Gewichtsprozent. · ■

3. Brikett gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Fcrromangangchalt von 75 bis 95 Gewichtsprozent und einen Gehalt an der Aluminium-Flußmittel-Mischung von 25 bis 5 Gewichtsprozent.

4. Brikett gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ferromangangehalt von 50 bis 60 Gewichtsprozent und einen Gehalt an der Aluminium-FIußmittel-Mischung von 50 bis 40 Gewichtsprozent.

5. Verfahren zum Herstellen des Briketts nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß man 50 bis 98 Gewichtsprozent Ferromangan und 50 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das fertige Brikett, einer Aluminium-Flußmittel-Mischung, die 50 bis 85 Gewichtsprozent Aluminium, 10 bis 25 Gewichtsprozent Flußspat und 5 bis 30 Gewichtsprozent Kalk enthält, gründlich vermischt und unter hohem Druck zu einem Brikett verpreßt, wobei ein Druck ausgeübt wird, der bis zu 300 t auf ein Brikett mit einem Durchmesser von 6,35 cm und einer Höhe von 6,35 cm entspricht.