DE1608610B1 - Verfahren zur Herstellung von tellur-und/oder selenhaltigem Automatenstahl - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- flüssigen Stahl schnell und ohne Beunruhigung belung von tellur- und/oder selenhaltigem Automaten- 'deckt sowie gegen die Außenatmosphäre geschützt, stahl, wobei die die Zerspanbarkeit verbessernden Als Gefäß, in dem Tellur und/oder Selen mit dem

Legierungselemente Tellur und/oder Selen unter mög- Stahl legiert werden, wird vorzugsweise eine Gießlichst hohem Ausbringen und gleichmäßig im Stahl 5 pfanne verwendet, in die der flüssige Stahl in einem verteilt werden. Gießstahl eingefüllt wird, nachdem Tellur und/oder

In den letzten 25 Jahren ist es üblich, zum Zwecke Selen am Boden der Pfanne und an einer Stelle einder Verbesserung der Zerspanbarkeit von Stahl einem gebracht werden, an der sie nicht von dem Gießstrahl Gießstrahl von flüssigem Stahl Blei zuzusetzen, wäh- aus flüssigem Stahl getroffen werden und an der auch rend der Stahl.von der Gießpfanne in eine Gießform io die Durchwirbelung des die Gießpfanne nach und oder eine Gruppe von Gießformen fließt, um auf . nach füllenden. Sjfcahls möglichst gering ist. Die zur diese Weise das Blei im wesentlichen gleichmäßig im Erzielung des· genannten Zwecks am besten geeignete Stahl zu verteilen. ,·■ . - . Stelle liegt in den meisten Fällen am Rande des Pf an-

Es ist auch seit einiger Zeit bekannt, daß die Zer- nenbodens an dem von der Auftreffstelle des aus spanbarkeit von Stahl durch Zugabe der Legierungs- 15 flüssigem Stahl bestehenden Strahls am weitesten entelementeTellurund/oder.Selenyerbessertwerdenkann. fernten Punkt. Die günstigte Stelle ist nach Form und

Es könnte deshalb äV naheliegend angesehen wer- Größe der Gießpfanne und gegebenenfalls auch der den, Tellur und/oder Selen als die Zerspanbarkeit Ausbildung der Gießlippe zu wählen. Beispielsweise verbessernde Legierungselemente nach dem gleichen kann die Gießpfanne im Querschnitt mehr einem Verfahren, wie dies beim Zusatz von Blei üblich ist, 20 Rechteck angenähert als rund ausgebildet sein,
im Stahl zu verteilen. Wenn zusätzlich Schwefel durch Einbringen auf _

Obwohl es grundsätzlich möglich ist, Tellur und/ den Boden ^ji-Pfaime^zugesetzt wird, bevor der ^Ja oder Selen auf diese Weise zuzusetzen, ergeben sich flüssige Stahl eingefüllt wird, ist es wichtig, daß der ™ dennoch verschiedene Nachteile bei diesem Vor- Schwefel an der Auftreffstelle des Gießstrahls angehen, die darauf beruhen, daß die beiden Elemente 25 geordnet wird und so eine möglichst lange Zeit verleicht oxydieren und/oder bei der Schmelztemperatur streicht, bis der flösägg^Stahl :Jiach seiner Reaktion des Stahls verdampfen, wobei die Oxydation undVer-_r^ jinit dem Schwefel das Tellur..und/oder Selen erreicht, dampfung einen Verlust an den Legierungselementen"^w" '"Wenn nämlich der Schwefel vom Stahl berührt wird, verursachen. Ein derartiger Verlust tritt insbesondere ^A'-verbrennt ein erheblicher Teil des Schwefels, wobei bei Tellur ein, das bei Schmelztemperatur des Stahls 30 große; Wärme und ejnqferhebh'che Turbulenz erzeugt erhebliche Mengen von Dampf entwickelt. .wird..Wennalso der.Stahl mit Tellur und/oder Selen

Es kommt hinzu, daß die die Zerspanbarkeit ver- in Berührung kommen würde, bevor er vollständig bessernden Legierungselemente teuer, im-Fälle von¹ mit dem Schwefel rgagiert.'hat, würde eine· starke Tellur sogar außergewöhnlich teuer sind im Vergleich;. -Oxydierung und Verdampfung des Tellurs und/oder zu den sonst üblichen Legierungszusätzen für Stahl 35 Selens erfolgen und somit das Ausbringen des TeI- und daß sie unter Bedingungen zugegeben werden lurs und/oder Selens gering sein,
müssen, bei denen ein möglichst hohes Ausbringen Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch

der Elemente erreicht wird. Dabei muß gleichzeitig wichtig, daß weitere Zusätze außer Schwefel in andafür gesorgt sein, daß die Legierungselemente mög- derer Form als in,.jhre,n besonders vorbereiteten, stark liehst gleichmäßig im Stahl verteilt werden und des- 4° exothermen Formeirzugegeben werden, weil sie sonst sen Zerspanbarkeit gleichmäßig verbessern.. «,_.■ -_; -.,... große Wärme und Durchwirbelung erzeugen würden,

Bei der Zugabe von Tellur und/oder Selen zu Stahl die eine geringere Ausbeute des Tellurs und/oder konnte die bisher bei bleihaltigen Stählen bekannte Selens nach sich ziehen. Solche Zusätze außer Schwe- £ Arbeitsweise einer Zugabe zum Gießstahl daher nicht,. ,^.fei und Tellur und/oder Selen sollten also mit dem t3J angewandt werden, weilinsbesondere die hierbei auf-¹« Stahl in ähnlicher Weise wie Schwefel reagieren und tretenden Verluste untragbar waren. dementsprechend auch in gleicher Weise wie Schwe-

Auch Versuche, die Legierungselemente Tellur fei zugesetzt werden.

und/oder Selen der Stahlschmelze mit HiMe einer in Das Gefäß, in dem Tellur und/oder Selen zugesetzt

die Schmelze abgesenkten, diese Legierungselemente' ; werden, kann an'Stefleeeiner"Gießpfanne auch jeweils enthaltende ' Tauchglocke zuzugeben, führten zu 5°;aus dem Bodenteil einer Gruppe von Formen bekeinem praktischen Erfolg. Diese Arbeitsweise ist stehen, in die der flüssige Stahl im steigenden Guß einmal sehr umständlich und zeitraubend, und es hat durch einen mittleren, senkrecht stehenden Trichter sich darüber hinaus herausgestellt, daß die Tauch- von der Gießpfanne "aus gefüllt wird und wobei das glocke so stark abschmilzt, daß sie nur einmal ver-· ' untere Ende-des_ Einfülltrichters mit Kanälen in Verwendbar ist. 55 bindung steht, die jeweils zum unteren Ende der zu-

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bei gehörigen Formen führen. Bei' dieser Art der Ausder Zugabe von Tellur und/oder Selen zu flüssigem führung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Stahl auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen und Tellur und/oder Selen an einer Seite des Bodens eine Zugabe dieser Legierungselemente unter mög- jeder der Formen gelegt, und zwar an eine Stelle, in liehst hohem Ausbringen zu erreichen. Diese Auf- 60 der sie möglichst weit von der Auftreffstelle des gäbe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gießstrahls durch den mittleren Trichter entfernt * ' wesentlichen dadurch gelöst, daß Tellur und/oder sind. Wenn dann der flüssige Stahl die Formen zu ' ,J Selen in fester Form in ein noch leeres Gefäß an einer füllen beginnt, fließt er so schnell und ruhig über das Stelle im Boden eingebracht werden, die von der Tellur und/oder Selen, daß diese Legierungselemente Auftreffstelle eines Gießstrahls aus flüssigem Stahl 65 von der Außenluft und unter solchen Bedingungen ' möglichst weit entfernt ist. Bei einer derartigen abgeschirmt werden, bei denen sie einer möglichst Arbeitsweise werden die die Zerspanbarkeit verbes- geringen Turbulenz während des Einfließens des sernden Elemente Tellur und/oder Selen durch den Stahls ausgesetzt sind.

Tellur und/oder Selen kann dem flüssigen Stahl in verschiedenen festen Formen, z. B. in Kügelchen, Stäbchen, Brocken oder auch als Pulver oder Granulat beigegeben werden.

Wenn das die Zerspanbarkeit verbessernde Element nur aus Tellur besteht, das in der oben beschriebenen Weise in die Gießpfanne vor dem Einfüllen des Stahls eingebracht wird, ergibt sich eine vorteilhafte Legierung durch Zusatz von 0,63 kg Tellur auf 11 Stahl. Wenn das Tellur am Boden der Gießformen angeordnet wird, die zu einer im steigenden Guß zu füllenden Gruppe gehören, ist für den gleichen Tellurgehalt im fertigen Stahl an Stelle von 0,63 kg Tellur je Tonne Stahl nur etwa 0,5 kg erforderlich. Der Zusatz von Tellur zu Stahl in den Formen beim steigenden Guß ist etwas wirtschaftlicher, weil dabei eine geringere Menge zur Erzielung der gleichen Zusammensetzung eingebracht werden muß, als bei Zugabe des Tellurs in die Gießpfanne erforderlich ist.

Zum besseren Verständnis der sich auf den Gegenstand der Ansprüche 1 bis 3 beziehenden Erfindung wird diese an Hand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine leere Gießpfanne, in der Tellur und Schwefel bereits eingebracht sind, und F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Gießpfanne nach F i g. 1.

Die leere Gießpfanne ist in der Zeichnung mit 10 bezeichnet. Ein Strahl aus flüssigem Stahl wird durch 3" eine Rinne 13 von einem (nicht gezeigten) Ofen aus in die Pfanne geleitet. Der Strahl aus flüssigem Stahl fällt etwa auf der durch die gestrichelte Linie 14 angedeuteten Bahn von der Rinne 13 in die Pfanne 10. Auf dem Boden der Pfanne 10 liegt in der Nähe des Randes eine bestimmte Menge von Tellur 11; dieses ist an einer Stelle angeordnet, die möglichst weit von der Auftreffstelle des Strahls 14 auf den Pfannenboden entfernt ist und an der dementsprechend eine möglichst geringe Wirbelbildung auftritt. Der flüssige Stahl trifft also auf den Boden oder auf die Seitenwand der Pfanne an einer Stelle auf, die der Stelle gegenüberliegt, an der das Tellur sich befindet. Beim Einfüllen des Stahls in die Pfanne nähert er sich dem Tellur, weist jedoch eine geringe Geschwindigkeit auf, so daß Tellur nicht heftig getroffen, sondern langsam durch den in der Pfanne hochsteigenden flüssigen Stahl umhüllt wird.

Würde das Tellur an einer anderen als der beschriebenen Stelle liegen, beispielsweise neben der Auftreffstelle des Stahlstroms 14, würde das Tellur durch den auftreffenden Gießstrahl erheblich durchwirbelt werden. Hierdurch würde das Tellur an die Oberfläche des flüssigen Stahls in der Pfanne gelangen, mit der Außenluft oder mit der Schlacke auf der Oberfläche des Stahls reagieren und so zum erheblichen Teil für den Legierungszweck verlorengehen. Wenn Schwefel oder ein nach Art von Schwefel reagierender Zusatz zugegeben werden muß, sollte dies so durchgeführt werden, daß die Zeitspanne, die zwischen dem Augenblick, in dem der flüssige Stahl mit dem Schwefel in Berührung kommt und mit diesem reagiert und der Zeit, in der der flüssige Stahl das Tellur berührt, möglichst groß ist. Aus diesem Grund ist daher die Zugabe 12 von Schwefel an der Stelle angeordnet, an der der Strahl aus flüssigem Stahl auf den Pfannenbaden auftrifft, während sich die Zusatzmenge von Tellur an einer zum Schwefel diametral gegenüberliegenden Stelle befindet. Beide Zusatzstoffe liegen am Rand des Pfannenbodens.

Würde das Tellur im Verhältnis zum Schwefel oder einem ähnlichen Zusatzelement in einer anderen Lage angeordnet sein, würde durch die bei der Reaktion des Schwefels oder des ihm entsprechenden Zusatzstoffes mit dem Stahl entstehende Wärme eine erhebliche Menge des Tellurs verbrennen oder oxydieren und verdampfen.

Exotherme Ferrolegierungsmittel erzeugen, wenn sie flüssigem Stahl zugesetzt werden, so große Wärme und Wirbelbildung, daß selbst dann, wenn der Abstand zwischen der Berührungsstelle des Stahls mit dem Ferrolegierungsmittel und der Berührungsstelle des Stahls mit dem Tellur möglichst groß ist, noch immer eine Beeinträchtigung der Ausnutzung des Tellurs erfolgen würde. Aus diesem Grund ist es ratsam, keine stark exothermen Ferrolegierungsnüttel flüssigem Stahl in der Pfanne zuzugeben, wenn auch Tellur zugesetzt wird.

Wenn Tellur in der Gießpfanne zugesetzt wird, ist das Ausbringen etwas geringer als beim Zusatz in der Gießform. Das Ausbringen beträgt etwa 61 bis 73 %. Bei den hohen Kosten des Tellurs ergibt sich durch dieses Ausbringen eine große Ersparnis. Die gleichmäßige Verteilung des Tellurs ist jedoch in den verschiedenen Gußblöcken besser, wenn das Tellur in der Gießpfanne zugesetzt wird. Es kann unter gewissen Verhältnissen wünschenswert sein, einen Teil des Tellurs in der Pfanne und einen anderen Teil in der Gießform zuzugeben, wobei dann die Zugabe zu den Gießformen wiederum nach der weiter oben beschriebenen Art erfolgen kann.

Bei Zugabe von Selen oder von Selen zusammen mit Tellur kann in gleicher Weise vorgegangen werden, wie dies im Zusammenhang mit Tellur allein beschrieben wurde.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von tellur- und/ oder selenhaltigem Automatenstahl, wobei die die Zerspanbarkeit verbessernden Legierungselemente Tellur und/oder Selen unter möglichst hohem Ausbringen legiert und gleichmäßig im Stahl verteilt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Tellur und/oder Selen in fester Form in ein noch leeres Gefäß an einer Stelle im Boden eingebracht werden, die von der Auftreffstelle eines Gießstrahls aus flüssigem Stahl möglichst weit entfernt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gefäß eine Gießpfanne verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stahl zusätzlich zur Tellur- und/oder Selenbeigabe ein Turbulenz erzeugendes Mittel zugesetzt wird, das vor dem Einfüllen des Stahls an der Auftreffstelle des Gießstrahls auf den Boden der Pfanne gelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im steigenden Guß eine Gruppe von Formen gefüllt wird, deren Bodenteile jeweils ein Gefäß nach Anspruch 1 bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zerspanbarkeit verbessernde Legierungselement in jeder Gießform an einer Seite des Bodens angeordnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY