DE1583592A1

DE1583592A1 - Verfahren zum Erzeugen von randgehaertetem Gussstahl

Info

Publication number: DE1583592A1
Application number: DE1967C0043288
Authority: DE
Inventors: Lojas Matthew Stanley
Original assignee: CONEY JUN AIMS CHAMBERLAIN
Current assignee: CONEY JUN AIMS CHAMBERLAIN
Priority date: 1966-10-31
Filing date: 1967-09-06
Publication date: 1970-09-17
Also published as: GB1183962A; US3436209A; NL6712614A; DE1583592B2; AT310213B; BE703927A

Description

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,.. . I.M.MAAS Ds. W. O.PFSlFFER PATEMTAMWSLTE 0 N C ·Η Ε N 2 3 38i«

Aims Chamberlain Coney. Jr₀ Pitteburgh„ Penna.ylvania» V.StοAc

Verfahren zum Erzeugen von randgehärtetem Gußstahl

Die Erfindung betrifft die Erzeugung von unberuhigten Stählen und inabesondere ein Verfahren zum Erzeugen von unberuhigtem Stahl hoher Qualität sowie ein neues Mittel zum Erzeugen unberuhigter StU

Ein randgehärteter Stahlblock mit hoher Qualität muß eine ausgeprägte äußere ferritische Zone, die als Rand bekannt ists, und ein Minimum von Ouqrdeinschlüasen aufweisen» Die Erzeugung von randgehärteten Stahlblb'cken mit hoher Qualität erfordert die Entwicklung einer großen G-asmenge nach dem

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Abstechen des Stahle in die Gußform und während seiner Verfest igung ₀ Be ist bekannt, daß randgehärtete Stahlblöcke mit hoher Qualität äußerst schwierig herzustellen Bind, wenn der gewünschte Kohlenstoffgehalt dee fertigen Stahls merklich von einem Wert von "O₉ 09 $> bie 0,12 # verschieden ist ο Diese Schwierigkeit nimmt mit zunehmender llöhe der Gußform ebenfalle ZUo Wenn die Höhe der Gußform Über etwa 180 om (70 Inchee) beträgt, verhindert der ferrostatiaohe Druck, doh» der Druck, der durch den flüssigen Stahl infolge seines spezifischen Gewichtes ausgeübt WiTd₉ eine gute Härtung der Sohle des Barrens« Die verminderte Randhärtungswirkung, die dureh den ferrostatischen Druck bedingt ist, vermindert die Dicke der äußeren ferritischen Zone in der Sohle des Barrens_p was andererseits ernste Schwierigkeiten beim Walzen zur Folge hat, da ein abgegrenzter Mittelbereich auf der Oberfläche des gewalzten Produkts erscheint ο Außerdem führt die schleoh*= te Randhärtungswirkung infolge des hohen ferrostatischen Druckes in dieser Zone zu kleinen Blaelöchern an der Verbindungsstelle des ferritischen äußeren Randes und des mittleren Kernes, was die Qualität des WalζerZeugnisseβ beeinträchtigte Wenn der Rand dünn lat und die Blaslöcher sich nahe der Oberfläche oder in die Oberfläche hinein er Streckens» werden sie oxydiertο Wenn sie einmal oxydiert sind? werden sie nicht ' während des Walzens verschweißt und ein Walzerzeugnis mit vielen Säumen wird erhalten» Daraus ist klar, daß eine gute Randhärtungswirkung eine starke Gasentwicklung während der

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BAD'ORIGINAL

Verfestigung des Barrens und die Urzeugung einer stärken ' 8ledβWirkung in der Form erfordert, wie sie sur Erzeugung der Oberflächenbedingungen und der Blooketruktur, die für ein Wal8produkt von hoher Qualität notwendig sind, erforderlich ist.

Wenn Stahl sun Abstechen aus den Ofen bereit ist» besteht ein theoretisches Gleichgewicht zwischen dem Kohlenstoff und de» Sauerstoffgehalt des flüssigen Stahlaο Dieeee Gleichgewicht kann durch die nachstehende Pornel ausgedruckt werden, in der

(C) den Kohlenstoffprosentanteil, der in dem Stahl enthalten 1st, (0) den Prosentanteil an Sauerstoff in den Stahl und K sine Konstante für sin« bestimmte Temperatur bedeuten»

(C) (Q) «■ K

Per Wert Ton K hängt von der Temperatur des Stahlbades ab«, Je höher die Temperatur, desto höher ist der Wert von K, und umgekehrt, je niederer die Temperature desto niederer ist der Wert von K. Ein Glelohgewieht wird im allgemeinen für eintn Stahl erhalten, der einen Kohlenstoffgehalt von etwa O₀IO £ hatο Wenn der Kohlenstoffgehalt aioh wesentlich von 0,10 Jt unterscheidet, 1st im allgemeinen kein Gleichgewicht vorhanden, wenn der Ofen abgestochen und der Block gegossen wirdο Wenn der Kohlenstoffgehalt gering ist, etwa 0,05H₉ kann das Gleichgewicht nicht erhalten werden und in dem Stahl

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liegt ein hoher Sauerstoffgehalt vorο Dieser Sauerstoffgehalt ist weit über dem theoretischen Gleichgewichtszustand, wenn die Badtemperatur in dem Ofen ansteigt und der Sauerstoffgehalt ist extrem groß in den neuen Sauerstoffkonvertern«

Es wurde nun gefundene daß der Zusatz von hochreaktivem Kohlenstoff zur Gußforra in gesteuerten Mengen während des Gies-8ens des flüssigen Stahle eine heftige Randhärtungswirkung ohne Beeinträchtigung der chemischen Zusammensetzung fördert» insbesondere ohne den Kohlenstoffgehalt des fertigen Produkts su beeinträchtigenο Der reaktive Kohlenstoff reagiert mit dem überschüssigen Sauerotoff in dem flüssigen Stahl und unter Bildung von Kohlenmonoxid- und Kohlendioxydblasetto Die verstärkte Gaserzeugung während der Verfestigung vergrößert die Intensität der Randhärtungewirkung und erzeugt dadurch eine stärkere oder dickere ferritische Zone, während gleichzeitig Blaalöcher in der Verbindungszone und die Möglichkeit von OxydeinsohlUesen beseitigt werden₀

Vorzugsweise wird der hochreaktive Kohlenstoff dem Stahl zusammen mit Natrium- oder Kalziumfluorid» Natriumkarbonat und Aluminiumgranulat zugesetzte Der Zusatz dieser Verbindungen mit dem reaktiven Kohlenstoff scheint die Wirkung des reaktiven Kohlenstoffe zu fördern₀ Randhärtungemittel mit den folgenden Zusammensetzungen haben sich als erfolgreich er-

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wiesen: Reaktiver Kohlenstoff in Fora von Petrolkoks 40 bie 60 $>% Natrium- oder Kalziumfluorid 5 bis 20 #; Natriumkarbonat 5 bis 20 $>\ und Aluminiumgranulat 0 bis 20 ^₀ Das Randhärtungamittel soll allmählich oder progressiv zugesetzt werden, während der Stahl in die Form gegossen wirdo Die genaue Menge des reaktiven Kohlenstoffs muß sorgfältig eingestellt werden» da ein Überschuß an Randhärtungsmittel den Kohlenstoffgehalt in dem Stahl zu vergrößern sucht und eine ungenügend» Menge reduziert wesentlich die Wirksamkeit dee ßandhärtungSGiittelSo Die Menge des RandhärtungBmittels, das augesetzt werden aollj soll entsprechend dem Kohlenetoffgehalt in dem Stahl» der sich in dem Ofen befindet, variiert werden^ Im allgemeinen gilt: Je niederer der Kohlenstoffgehalt des Stahles in dem Ofen, desto mehr Verbindung oder Randhärtungs» mittel soll zugesetzt werden_o Im allgemeinen beträgt der Zusatz zwischen 0,227 und 1,36 kg (0,5 und 3₉0 pounds) Randhärtungsmittel pro Oj907 t (T ton) Stahl₀ Die exakte Menge des RandhärtungsmittelSß das in bestimmten Fallen zugesetzt werden soll, kann berechnet werdenο Im allgemeinen ist die Menge an reaktivem Kohlenstoff, der zugesetzt wird, duroh den vorhandenen SauerstoffUberschuß bestimmt und soll nioht diejenige Menge an Kohlenstoff überschreiten, bei der der Stahl den Gleichgewichtszustand erreiohto

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindungο

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Beispiel 1

Ein Stahlbad mit einem Kohlenetoffgehalt von 0,05 # wurde hergestellt_o Während des Gießens des Stahle in eine GuQfor» wurde ein Randhärtüngsmittel mit einer Zusammensetzung von 50 £ Kohlenetoff, 15 l· Kalziumfluorid, 20 $> Natriumkarbonat und 15 i* Aluminium progressiv in die Form in einer Menge von etwa 0,91 kg (2 pounds) Randhärtungemittel pro 0,907 t (1 ton) Stahl eingegeben« Eine ausgezeichnete Handhärtungswirkung wurde erhalten und das fertige Produkt war ein Stahl mit hoher Qualitätο

Beispiel 2

Ein Stahlbad mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,07 # wurde hergestelltο Während der Stahl in die Form gegossen wurde, wurde ein Randhärtungsmittel mit derselben Zusammensetzung wie in Beispiel 1 in die Form in einer Menge von 1 pound Randhärtungemittel pro C₉907 t (1 ton) Stahl eingegeben, Wiederum wurde eine ausgezeichnete Randhärtungewirkung er* halten und das fertige Produkt war ein Stahl hoher Qualität

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen von hochwertigem Stahl, dadurch gekennzeichnete daS dem flüssigen Stahl während dee Gießens in eine GuSfor» 0,227 bis 1,36 kg pro 0,907 t (0,5 bis 3_CO pounds pro 1 ton) Stahl eines Randhärtung8~ mittels progressiv xugesetet werden, das wenigstens 40 9» reaktiven Kohlenstoff enthält»

2ο Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß das Randhärtungsmittel 40 bis 60 # reaktiven Kohlenstoff enthält»

3ο Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daB das Rundhärtungataittel 5 bis 20 $ Kale ium- oder Hatriunfluorlde 5 bis 20 ^ Natriumkarbonat und O bis 20 i> Alumlnlun enthalte

4ρ Randhärtungemittel sum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche» daduroh gekennselohnety daß es wenigstens 40 £ reaktiven Kohlenstoff enthält₆

5ο Mittel nach Anspruch 4_f dadurch gekennselohnet, daß es von 40 bie 60 i» reaktiven Kohlenstoff enthalte

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6α Mittel nach Anspruch 4 oßer 5.» dadurch gekennzeichnet, daß ea 5 Ms 20 ?S Kalzium» oder Natriumfluorid, 5 bis 20 "p Natriumkarbonat und 0 bis 20 i> Aluminium enthält ₀

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