DE1508110C - Behandlungsgemisch zum Entfernen von Gasblasen und Beseitigen von Gußfehlern in Stahlschmelzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Behandlungsgemisch auf die nach der Erfindung zu verwendenden Stearin-

zum Entfernen von Gasblasen und Beseitigen von und/oder Weinsäure.

Gußfehlern in Stahlschmelzen. . Aus der U S A.-Patentschrift 2 836 486 war es bekannt,

Es ist bekannt, daß durch das Gießen von Stahl zu Stahllegierungen zur Erhöhung der Wärmein Kokillen oder andere Gießformen Gußfehler oder 5 kapazität ein aus 5 bis 10% Natriumnitrat, 2 bis 8% Gußblasen hervorgerufen werden können, die nach. Aluminium, bis zu 10% Kalk, Kryolith, Calciumdem Festwerden des gegossenen Stahles in Erscheinung fluorid, Natriumcarbonat, Natriumsilikat oder CaI-treten. Diese Gußfehler oder Gußblasen lassen sich ciumaluminat bestehendes Gemisch zuzugeben. Dabei in zwei verschiedene Typen aufteilen: bildet sich jedoch, besonders bei Zugabe von Calcium-

Der erste Typ wird durch eine chemische Einwirkung i° fluorid, eine dicke Schlacke, die sich ungleichmäßig

von Sauerstoff auf Stahl hervorgerufen, wenn der auf der Stahloberfläche verteilt. Auch hier bestehen

Stahl in Form eines Strahles von der Gießpfanne Unterschiede zu der qualitativen und quantitativen

in die Kokille oder in eine andere Gießform gegossen Zusammensetzung des Gemisches nach der Erfindung,

wird. Diese chemische Reaktion wird durch die große Es wurde auch bereits versucht, die Oxydation des

Oberfläche des Stahlstromes, die der Einwirkung 15 Stahles während des Gießprozesses durch Kontakt

des Sauerstoffs der Luft ausgesetzt ist, verstärkt. des flüssigen Stahlstromes mit Luft zu vermeiden

Während des Gießens des Stahlstromes bricht dieser oder zu beschränken, indem der Stahl unter Vakuum

zu Tröpfchen auf, deren Oberfläche leicht oxydiert oder in einer neutralen Gasatmosphäre vergossen

wird. Diese oxydierten Tröpfchen werden nicht vom wurde. Derartige Verfahren sind jedoch sehr kost-

Stahl der Kokille oder Gießform gelöst und ver- »° spielig und erfordern komplizierte Anlagen, die nicht

schweißen sich auch nicht mit der Kokille. Die für einen Serienkokillenguß verwendet werden können,

oxydierten Tröpfchen bleiben vielmehr an den Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde,

Wandungen der Gießform haften und inkrustieren ein Behandlungsgemisch anzugeben, mit dessen Hilfe

sich in der Oberschicht der Stahlblöcke oder anderen es möglich ist, Gußblasen und Gußfehler im Stahl

Gußerzeugnissen, wobei sie Einschlüsse bilden, die »5 in wirksamer und einfacher Weise zu eliminieren,

der Ursprung nachteiliger Gußblasen und Gußfehler Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß

sind, die in Erscheinung treten, wenn die Rohblöcke die gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden kann,

oder Rohbrammen weiterverarbeitet werden. daß man den Stahl während seiner Herstellung zwi-

Der andere Typ von Gußblasen und Gußfehlern sehen Stahlherstellungsofen und Gießform mit einem

wird durch das Vorhandensein von Elementen im 3<> Gemisch, bestehend aus Natriumcarbonat, Calcium-

Stahl hervorgerufen, welche während des Schmelz- fluorid und Stearin-und/oder Weinsäure, behandelt.

Prozesses oder beim Raffinieren des Stahls zur Be- Gegenstand der Erfindung ist ein Behandlungs-

ruhigung des Stahles zur Eliminierung von gelöstem gemisch zum Entfernen von Gasblasen und Beseitigen

Sauerstoff eingeführt worden sind. Derartige Elemente, von Gußfehlern in Stahlschmelzen, bestehend aus

beispielsweise Silicium, Mangan, Aluminium und 35 10 bis 60 Gewichtsprozent Natriumcarbonat,

Titan, sind leichter oxydierbar als Eisen und er- 20 bis 60 Gewichtsprozent Calciumfluorid und

möglichen daher die Ehminierung von gelöstem 10 bis 70 Gewichtsprozent Stearin-und/oder

Sauerstoff im Stahl durch chemische Umsetzung mit Weinsäure
dem gelösten Sauerstoff, wobei Oxyde gebildet werden.

Es ist bekannt, daß die chemische Affinität derartiger 40 wobei immer eine lückenlose, 100% ergebende

Elemente für Sauerstoff schnell während des Ab- Gesamtzusammensetzung im Gemisch einzustellen ist.

kühlens und der Verfestigung des Stahles ansteigt, Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gemisches

so daß diese Elemente die Ursache für Einschlüsse können Gußblasen und Gußfehler eliminiert werden,

im Stahl sind, die in der Regel fest werden, bevor der welche durch die Oxydation des Stahles oder durch die Stahl selbst fest wird. Derartige Einschlüsse können 45 Anwesenheit desoxydierender Elemente im Stahl

auf Grund des raschen Anstieges der Viskosität des hervorgerufen werden.

Stahles beim Abkühlen nicht an die Oberfläche der Das erfindungsgemäße Behandlungsgemisch kann Rohblöcke oder Rohbrammen vordringen und be- dem Stahl zu verschiedenen Zeitpunkten des Stahleinträchtigen daher die Qualität der fertigen Pro- herstellungsprozesses zugesetzt werden, und zwar dukte. , . 50 (1) beim Abstich des Stahles aus dem Ofen in die

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, Methoden Gießpfanne, (2) in der Gießpfanne selbst oder (3) beim zu entwickeln, mit denen die Gußblasen und Guß- Gießen des Stahles aus der Gießpfanne in die Gießfehler eliminiert werden können, doch hat sich gezeigt, form.

daß diese Versuche nicht erfolgreich waren. Zur Ent- Die genannten organischen Säuren des erfindungsfernung von Oberflächengußblasen hat man beispiels- 55 gemäßen Behandlungsgemisches liegen normalerweise

weise die verschiedensten Massen auf den Wandungen in flüssigem bis festem Zustand vor.

oder dem Boden der Kokillen oder anderen Gieß- Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Be-

formen niedergeschlagen, jedoch hat sich gezeigt, handlungsgemisches ist sowohl physikalischer als auch

daß es in allen Fällen notwendig war, die Rohblöcke chemischer Natur. Die physikalische Wirkung beruht oder Rohbrammen nach ihrer Herstellung zu flämmen./60 auf einer Modifizierung der Oberflächenspannung

Aus der deutschen Patentschrift 680 024 war es der Mischung von Natriumcarbonat und Calciumbekannt, zur gleichzeitigen Entschwefelung und Des- fluorid. Es ist bekannt, daß die Zugabe von Natriumoxydation von Eisen- und Stahlbädern in die Schmelze carbonat und Calciumfluorid zu flüssigem Stahl zur Alkali-, Erdalkali- oder Erdmetallsalze organischer Bildung einer dicken, mehr oder weniger flüssigen Säuren zu geben. Dort wird aber von der Verwendung 65 Schlacke führt, welche sich ungleichförmig auf der von Soda abgeraten. Ferner sind jener Patentschrift Oberfläche des Stahles verteilt und welche schlecht keine quantitativen Angaben über das Behandlungs- verteilte Agglomerate bildet. Infolge der Diskontigemisch zu entnehmen. Außerdem fehlt ein Hinweis nuität der Schlacke wird eine Oxydation der Stahl-

oberfläche nicht verhindert. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Behandlungsgemisches wird demgegenüber die Oberflächenspannung derart modifiziert, daß die Schlacke schäumig ist und die Stahloberfläche gleichförmig bedeckt. .

Der erzeugte Schaum entsteht durch chemische Umsetzung zwischen der Stearin- und/oder Weinsäure und dem Natriumcarbonat durch Bildung von Natriumsalzen der genannten Säuren und Kohlendioxydgas. Die Natriumsalze der Stearinsäure und/oder Weinsäure (Natriumstearat und/oder Natriumtartrat) lösen sich teilweise, wobei sie das Calciumfluorid emulgieren und infolgedessen einen Schaum und eine teilweise lösliche Schlacke bilden. Die Dämpfe von Natriumstearat und/oder -tartrat im Gemisch mit Kohlendioxydgas, welches bei der Umsetzung gebildet wurde, füllen die Gußpfanne oder Gießform aus und verdrängen somit die atmosphärische Luft, wodurch eine Oxydation des Stahles durch Sauerstoff der Luft während des Gießprozesses verhindert wird.

Überdies findet bei der Zugabe des erfindungsgemäßen Behandlungsgemisches eine Verbrennung statt, durch welche der ursprünglich vorhandene Sauerstoff gebunden und eine Oxydation verhindert wird.

Ein zweiter Effekt, welcher durch den Zusatz des erfindungsgemäßen Behandlungsgemisches erzielt wird, ist die Bildung von Kohlendioxydbläschen im Stahlbad. Die Einschlüsse, die sich während der Verfestigung des Stahles auf Grund der erhöhten Affinität der desoxydierenden Elemente gegenüber dem ursprünglich vorhandenen, gelösten Sauerstoff gebildet haben, werden durch einen Auftriebseffekt der Gasbläschen an die Oberfläche des Stahles gespült. Diese Einschlüsse werden dann zu einem Teil der kontinuierlichen Schlacke, die sich durch Modifizierung der Oberflächenspannung bildet. Die Schlacke hat ferner das Bestreben, zwischen die Oberfläche der Rohblöcke und Rohbrammen und die Wandungen der Gießform einzudringen und zwischen beiden einen schützenden Überzug zu bilden. .. ■

Das erfindungsgemäße Behandlungsgemisch eignet sich auch zur Herstellung von unberuhigtem oder halbberuhigtem Stahl. Die chemische Umsetzung zwischen der Stearin- und/oder Weinsäure und dem Natriumcarbonat führt zur Freisetzung von Kohlendioxyd, wobei dieses Kohlendioxyd ein geeignetes Mittel zur Herstellung von unberuhigtem Stahl darstellt, indem es die Speckschicht der Rohblöcke und Rohbrammen erhöht. Durch das Vorhandensein der genannten organischen Säuren wird die Freisetzung des Kohlendioxydes beschleunigt, und die frei fließende, schaumige Schlacke verteilt das Behandlungsgemisch besser.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Behandlüngsgemisch dem Stahl allmählich während des Abgießens in die Kokille zugesetzt. Das Gemisch kann jedoch auch der Gießpfanne selbst zugesetzt werden, vorzugsweise unmittelbar bevor das Gießen erfolgt.

Die Menge des zugesetzten Gemisches kann sehr verschieden sein. Als besonders geeignet haben sich beispielsweise Mengen von 28,35 g bis etwa 4,53 kg ίο pro Tonne Stahl erwiesen.

Als besonders vorteilhaft haben sich Behandlungsgemische, bestehend aus Natriumcarbonat, Calciumfluorid und Stearinsäure und/oder Weinsäure erwiesen, in denen die einzelnen Komponenten des Gemisches bevorzugt in folgenden Verhältnissen angewandt werden können:

Natriumcarbonat 10 bis 40%,

Calciumfluorid 20 bis 60%,

ao Stearinsäure und/oder Weinsäure.. 10 bis 50%.

Eine ganz besonders vorteilhafte Mischung besitzt folgende Zusammensetzung:

Natriumcarbonat : 23 %,

Calciumfluorid 44 %,

Stearinsäure und/oder Weinsäure......... 33 %.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Behandlungsgemisch zum Entfernen von Gasblasen und Beseitigen von Gußfehlern in Stahlschmelzen, bestehend aus:

. 10 bis 60 Gewichtsprozent Natriumcarbonat,
20 bis 60 Gewichtsprozent Calciumfluorid und
10 bis 70 Gewichtsprozent Stearin- und/oder
Weinsäure,

wobei immer eine lückenlose, 100% ergebende Gesamtzusammensetzung im Gemisch einzustellen ist.

2. Behandlungsgemisch nach Anspruch 1, bestehend aus:

23 Gewichtsprozent Natriumcarbonat,
44 Gewichtsprozent Calciumfluorid und
33 Gewichtsprozent Stearin- und/oder Wein-,
säure.

3. Verwendung der Behandlungsgemische nach den Ansprüchen 1 und 2 in einer Menge von 28,35 g bis 4,53 kg pro Tonne Stahl zum Entfernen von Gasblasen und Beseitigen von Gußfehlern in Stählschmelzen.