DE1608595B1

DE1608595B1 - Verfahren zum Herstellen von alterungsbestaendigem Tiefziehstahl

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Publication number: DE1608595B1
Application number: DE19631608595
Authority: DE
Original assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Current assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Priority date: 1963-08-10
Filing date: 1963-08-10
Publication date: 1970-07-30
Also published as: LU46537A1; US3512957A; BE650825A; GB1011178A

Description

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Bei alterungsbeständigen Tiefziehstählen geschieht etwa 0,08 °/o aus dem Siemens-Martin-Ofen unbedie Desoxydation des Stahles mit Aluminium derart, ruhigt in. eine Pfanne abgestochen und anschließend daß mindestens 0,025 % Al im Stahl gelöst bleiben. einer Vakuumbehandlung nach dem Teilmengenver-Ein Teil des als Desoxydationsprodukt entstehenden fahren ausgesetzt. Bei diesem Entgasungsverfahren Aluminiumoxyds lagert sich beim Gießen in großen 5 werden von dem in der Pfanne befindlichen Stahl Oxydpartikeln in der Nähe der Bodenoberfläche ab, über einen in den Boden des Entgasungsgefäßes so daß ein Flämmen des gesamten Blocks erforder- mündenden Rüssel periodisch Teilmengen von jeweils lieh ist. Auf diese Weise ergibt sich, abgesehen von etwa 10 Gewichtsprozent des Pfanneninhaltes in das den Kosten des Flämmens, eine beträchtliche Ver- Entgasungsgefäß gehoben und nach der Entgasung minderung des Ausbringens. Im übrigen aber ver- io durch den gleichen Rüssel an die Pfanne zurückbleiben auch noch kleinere Oxydpartikeln unter der gegeben. Die Entgasung einer Teilmenge benötigt Blockoberfläche, ein Umstand, der dazu führt, daß etwa 15 bis 20 Sekunden.

der Al-beruhigte Stahl nicht für Zwecke eingesetzt Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung veranschaulichen

werden kann, für die maximale Oberflächengüten die für die Teilmengenentgasung benötigten Geräte

gefordert werden. Andererseits sind die Verformungs- 15 und ihre Arbeitsweise:

eigenschaften des Stahles denen des nicht alterungs- Mit 1 ist das Entgasungsgefäß, mit 2 der in dessen beständigen Stahles so überlegen, daß ein großer Boden mündende Rüssel, mit 3 die mit der zu entTeil der tiefziehfähigen Bleche in dieser Qualität gasenden Schmelze gefüllte Pfanne, mit 4 der Anerzeugt wird. Schluß des Gefäßes an die Vakuumpumpe und mit 5

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, den Aufbau des 20 ein Behälter zum Einführen von Behandlungs- oder Stahles so zu ändern, daß die beträchtlichen, bei Legierungsstoffen in den Entgasungsbehälter bezeichseiner Herstellung auftretenden Schwierigkeiten ver- net. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung taucht der mieden werden. So hat man beispielsweise versucht, Rüssel 2 in die in der Pfanne 3 befindliche Charge ein. durch den Zusatz von Bor einen unberuhigten Stahl Dabei wird eine mit S bezeichnete Teilmenge an alterungsbeständig zu machen. Da jedoch das Bor 25 Stahl in den Behälter gehoben und dort entgast. Beim eine gewisse Affinität zum Sauerstoff hat, wird durch Absenken des Vakuumgefäßes in die Stellung nach den Borzusatz das Kochen des unberuhigten Stahles F i g. 2 fließt der entgaste Stahl durch den Rüssel 2 erheblich herabgesetzt, so daß sich auch dann noch in die Pfanne 3 zurück. Dieses Spiel (Teilmengenein verunreinigter Stahl ergibt. Man ist deshalb dazu entgasung) wird so oft fortgesetzt, bis der Sauerstoffübergegangen, das Bor erst einige Minuten nach dem 30 gehalt des Stahles auf das angestrebte Maß gesenkt Gießen in den Block einzutragen, d. h. zu einem Zeit- worden ist. Den sich dabei im Entgasungsbehälter punkt, zu dem sich bereits eine saubere Außenzone ergebenden Druckverlauf veranschaulicht Fig. 3. gebildet hat. Neben der Schwierigkeit, die die Ver- Der zu Beginn der Entgasung etwa 50 Torr betrateilung des Bors im Block macht, war auch in diesem gende Druck ist nach etwa 30 Teilmengenbehand-FaIl der mangelhafte Reinheitsgrad des Blockes der 35 lungen auf etwa 5 Torr zurückgegangen. Bei einem Grund dafür, daß der Stahl sich nicht einführen in bestimmter Weise bemessenen Entgasungsgefäß konnte. Schließlich wurde die Verwendung teilbe- stellt der Druckanstieg beim Einströmen gleich großer ruhigter Stähle versucht. Da diese Stähle einen Teilmengen in das Gefäß ein Maß für den Gehalt niedrigen Sauerstoffgehalt besitzen, glaubte man, eine des Stahles an freiem Sauerstoff dar. Die Beziehung Oxydation des Bors verhindern zu können. Neben 4° zwischen dem Druckanstieg der in das Entgasungseinem ungenügenden Reinheitsgrad ergaben sich gefäß einströmenden Teilmenge und dem freien auch bei solchen Versuchen beträchtliche Ober- Sauerstoffgehalt des Stahles wird aus Proben ermittelt, flächenfehler, die im wesentlichen durch die bei die bei vorhergehenden Behandlungen der Pfanne einem halbberuhigten Stahl unvermeidlichen, ver- entnommen wurden. Das Ergebnis veranschaulicht hältnismäßig dicht unter der Oberfläche liegenden 45 das in Fig. 4 dargestellte Diagramm, das auf den Randblasen verursacht werden. Druckanstieg pro Tonne angesaugten Stahles bezogen

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ist. Aus ihm ergibt sich, daß ein Druckanstieg von einen alterungsbeständigen Tiefziehstahl mit den 0,2 Torr je Tonne Stahl einem freien Sauerstoffguten Verformungseigenschaften des Al-beruhigten gehalt des Stahles von 0,009 Gewichtsprozent entStahles unter Bedingungen zu erzeugen, bei denen 5° spricht, Wenn nun der Stahl einer 100-t-Pfanne auf die Nachteile des Al-beruhigten Stahles vermieden diesen Wert zu entgasen ist und bei jeder Teilbewerden und sich ein besonders einfaches und wirt- handlung 10 t Stahl angesaugt werden, ist die Entschaftliches Herstellungsverfahren ergibt. gasung so weit fortzusetzen, bis beim Einströmen des

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß der Stahl in Stahles in den Behälter der Druckanstieg 2 Torr beunberuhigtem oder teilberuhigtem Zustand abge- 55 trägt. Der Druckverläuf hängt im übrigen von den stachen, durch periodisches Entgasen in Teilmengen geometrischen Bedingungen und der Kapazität des für sein freier Sauerstoff zum überwiegenden Teil, z. B. die betreffende Entgasungsanlage verwendeten Abbis auf einen etwa zwischen 0,005 und 0,010 Ge- Saugers ab. Der in Fig. 4 gezeichnete Zusammenwichtsprozent liegenden Wert, entfernt, und der im hang muß daher für jede Anlage und für jede Stahl-Stahl verbliebene Sauerstoff durch Aluminium auf ⁶° qualität empirisch bestimmt werden,
etwa 0,001 bis 0,005 Gewichtsprozent weiter gesenkt Nachdem der Gehalt des Stahles an freiem Sauerwird, danach dem Stahl 0,05 bis 0,10 kg Bor je Tonne stoff in dem Entgasungsbehälter auf den angestrebten zugesetzt werden und der in dieser Weise behandelte Wert, vorzugsweise auf einen zwischen 0,005 und Stahl mit hoher Gießgeschwindigkeit, d. h. mit einer 0,010 Gewichtsprozent liegenden Wert, gesenkt Steiggeschwindigkeit in der Kokille von 80 cm/Min., 65 worden ist, wird in die in dem Entgasungsbehälter vorzugsweise 120 cm/Min., vergossen wird. Dieses befindliche Teilmenge über das Gefäß 5 so viel Alu-Verfahren sei nachstehend im einzelnen erläutert: minium eingebracht, daß die freie Menge der in der

Der StäEfiyird mit einem Kohlenstoffgehalt von Pfanne befindlichen Charge an Sauerstoff nach dem

Ablassen der Teilmenge auf 0,001 bis 0,005 Gewichtsprozent, vorzugsweise auf 0,003 Gewichtsprozent, gesenkt wird. Die dazu benötigte Menge an Aluminium ist deshalb ohne Fehler zu errechnen, weil bei der Zugabe des Aluminiums über das Entgasungsgefäß kein sonst nicht berechenbarer Abbrand auftritt. Im beschriebenen Falle wurde der angestrebte Endsauerstoffgehalt im flüssigen Stahl durch die Zugabe von 70 g/t Aluminium eingestellt. Alsdann erfolgte, gleichfalls über das Entgasungsgefäß, die Zugabe des Bors, und zwar in Form von Ferro-Bor. Um das Aluminium und Bor absolut gleichmäßig in der Charge zu verteilen, empfiehlt es sich, anschließend an ihre Zugabe noch einige Teilmengen an Stahl anzusaugen und an die Pfanne zurückzugeben.

Eine in dieser Weise fertig gemachte Schmelze wurde in Kokillen mit einem Fassungsvermögen von 15 t so rasch vergossen, daß die Kokillen in etwa IV2 Minuten gefüllt waren. Der Blockkopf wurde mit Wasser abgeschreckt.

Die Beschaffenheit eines in vorstehender Weise behandelten Stahles ergibt sich aus Fig. 5. Sie zeigt die Struktur einer der Länge nach aufgeschnittenen Bramme. Man sieht, daß der Stahl keine, bei halbberuhigten Stählen sonst stets auftretende Randblasen aufweist. Das Kerngefüge des Metalls ist etwas aufgelockert, ein schlecht verschweißender Lunker aber nicht entstanden.

Der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erzeugte alterungsbeständige Tiefziehstahl weist in und unter der Oberfläche der Brammen, zum Unterschied von dem mit Aluminium beruhigten Stahl, keine oxydischen Einschläge auf. Das trägt dazu bei, daß sich der Stahl sehr gut auswalzen läßt und bei den Vorbrammen eine Oberflächengüte erzielt wird, die ein Flämmen überflüssig macht. Ein weiterer, auf seine günstige Erstarrungsstruktur zurückzuführender Vorteil des Stahles ist das hohe und gleichmäßige Ausbringen. Beispielsweise wird bei einer Charge ein durchschnittliches Ausbringen von 93,5 % erreicht, das bei den einzelnen Blöcken nur zwischen 93 und % schwankt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von alterungsbeständigem Tiefziehstahl, der in unberuhigtem Zustand abgestochen und während eines periodischen Entgasens in Teilmengen desoxydiert und mit Bor versetzt wird, da durchgekennzeichnet, daß der im Stahl enthaltene freie Sauerstoff durch die Entgasungsbehandlung zunächst auf etwa 0,005 bis 0,010 Gewichtsprozent gebracht, der verbliebene Sauerstoff durch Aluminium auf etwa 0,001 bis 0,005 Gewichtsprozent gesenkt, dem Stahl danach etwa 0,05 bis 0,10 kg Bor je Tonne zugesetzt und das in dieser Weise behandelte Metall mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit vergossen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen