DE1458391C - Verwendung einer Niob-Eisen-Vorlegierung - Google Patents
Verwendung einer Niob-Eisen-VorlegierungInfo
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Description
Hochfeste, niobhaltige Baustähle haben sich wegen ihrer vorzüglichen mechanischen Eigenschaften gut
eingeführt. Diese Baustähle sind schweißbar und enthalten im allgemeinen etwa 0,2 °/0 C, 0,8 bis 1,5 °/0 Mn
und geringe Niobgehalte bis zu 0,05 % und sind den Baustählen St 52-3 ähnlich. Sie werden vorwiegend in
Siemens-Martin-Öfen erschmolzen und halbberuhigt vergossen.
Das Einlegieren von Niob erfolgt normalerweise mit den üblichen Ferro-Niob-Tantal- (1) oder Ferro- ίο
Niob-Legierungen (2), die folgende Zusammensetzung haben:
| 7oC | 7oNb | 6 | 7oTa | 7o Fe | 7oSi | 1 | 7oAl | »5 | |
| (1) | 0,10 | 60 | o, | Rest | 1 bis 2 | 1 | bis 2 | ||
| (2) | 0,10 | 60 | 6 bis 2 | Rest | 1 bis 2 | bis 2 | |||
Die Zugabe der Legierung erfolgt in der Pfanne. Es zeigt sich jedoch, daß die Art der Zugabe einen
wesentlichen Einfluß auf die gleichmäßige Verteilung und auch auf den Niobabbrand hat.
Da diese Baustähle üblicherweise im Siemens-Martin-Ofen erschmolzen werden, sind der Temperatur
des flüssigen Stahls Grenzen gezogen. Um eine möglichst gute Niob-Ausbeute zu erhalten, kommt es
darauf an, daß die Niob-Eisen-Legierungen sich gut im Stahl lösen und dazu einen verhältnismäßig niedrigen
Schmelzbereich aufweisen. Die Schmelzbereiche handelsüblicher Niob-Eisen-Tantal- bzw. Niob-Eisen-Legierungen
liegen über 153O0C und reichen bis 1580°C sowie sogar 16000C, wenn ein besonders
hoher Niob-Gehalt vorliegt.
Es hat sich nun gezeigt, daß es möglich ist, Niob-Eisen-Legierungen
zu verwenden, die wesentlich niedrigere Schmelzbereiche aufweisen und sich im Stahlbad unter geringem Niobabbrand lösen. Erfindungsgemäß
trifft dies für eine zu verwendende Legierung mit
10 bis 45%, vorzugsweise 10 bis 30%. Mangan
55 bis 75%, vorzugsweise 65 bis 70%, Niob
Rest Eisen
zu, die rohstoffbedingte Gehalte an Tantal, Aluminium, Silicium und Kohlenstoff enthält. Die Legierung soll'
als Vorlegierung zum Zulegieren von Niob zu halbberuhigten Stahlschmelzen verwendet werden. In
dieser Vorlegierung-hat das Mangan die Eigenschaft,
das Niob vor Oxydation und Verschlackung zu schützen und so eine gute Ausbeute an Niob zu gewährleisten.
Besonders wirksam ist das Mangan daher dort, wo es in starker Masse darauf ankommt, daß
Niob nicht verschlackt, z. B. bei halbberuhigtem Stahl. Bekanntlich findet sich in jedem Niob-Erz auch
Tantal, so daß sich praktisch in jeder niobhaltigen Legierung geringe Mengen Tantal befinden, die. je
nach Herkunft zwischen 2 bis 6% betragen. Der Schmelzbereich dieser Legierungen ist von 1490 bis
153O0C.
Die USA.-Patentschrift 2 999 749 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von unberuhigten Stählen,
und die der Stahlschmelze zuzusetzende Manganlegierung mit mindestens 25% Mangan soll mindestens
eines der Elemente Niob, Tantal, Vanadium und Bor enthalten.
Die letztgenannten Elemente werden als gleichwirkend betrachtet und es konnte daher der Fachmann
hieraus nicht die Lehre ziehen, daß Niob und Mangan in vorteilhafter Weise als Niob-Eisen-Vorlegierung in
dem erfindungsgemäßen Bereich verwendet werden. Hierzu bedurfte es der neuartigen Erkenntnis, daß im
Dreistoffsystem Eisen—Mangan—Niob nur zwei geeignete
niedrigschmelzende Konzentrationsbereiche vorliegen, von denen der mit vergleichsweise niedrigem
Mangangehalt verwendet werden soli.
Die Wirksamkeit des Mangangehaltes der erfindungsgemäß.zu
verwendenden Legierung wird aus den nachfolgend wiedergegebenen Vergleichsschmelzen aus
einem Versuchsofen deutlich.
Im Induktionsofen wurden zwei Schmelzen mit je 20 kg Stahlschrott eingeschmolzen, mit 50 g Aluminium
desoxydiert und 15,4g Ferro-Niob mit 65,2% Niob, 0,39% Tantal, 3,8% Aluminium, 2,68% Silicium,
0,22% Kohlenstoff (Schmelztemperatur des Ferro-Niob allein 1530 bis 16000C) zulegiert. Erhalten
wurde ein Stahl mit 0,040% Niob, das entspricht einer Niobausbeute von 72%. Der Niobgehalt des vorgeschmolzenen
Stahlschrottes wurde bei der Ausbeuterechnung berücksichtigt.
Im Induktionsofen wurden wie im Beispiel 1 drei Stahlschmelzen gemacht, desoxydiert, danach jeder
Schmelze 14 g Ferromanganniob mit 70,9 % Niob, 2,55% Tantal, 10,0% Mangan, 14,9% Eisen, 0,44%
Aluminium, 0,69% Silicium, 0,015% Kohlenstoff zugesetzt (Schmelztemperatur des Ferromanganniobs
1500 bis 15300C). Es wurde ein Stahl mit 0,047% Niob, entsprechend einer Niob-Ausbeute von 86%,
erhalten.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung einer Niob-Eisen-Vorlegierung, bestehend aus10 bis 45%, vorzugsweise 10 bis 30%, Mangan 55 bis 75%, vorzugsweise 65 bis 70%, Niob Rest Eisenmit dem rohstoff bedingten Gehalt an Tantal, Aluminium, Silicium und Kohlenstoff, als Vorlegierung zum Zulegieren von Niob zu halbberuhigten Stahlschmelzen.
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