DE1758750B1 - Verwendung einer Legierung zur Her stellung von halbberuhigtem Stahl - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen zur Her- zium. Eine Koinzidenz dieser Bedingungen ist in der stellung von halbberuhigtem Stahl. — Die Herstellung betriebsmäßigen Praxis nur sehr schwierig und nicht von halbberuhigtem Stahl wird von vielen Hütten- reproduzierbar zu erreichen.

werken wegen der damit verbundenen Kostenvorteile, Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, zur Herverursacht durch ein hohes Halbzeugausbringen, be- 5 stellung von halbberuhigtem Stahl in der Kokille eine trieben. Halbberuhigter Stahl ist dadurch gekennzeich- geeignete Legierung anzugeben, die eine Zugabe von net, daß sich bei seiner Erstarrung gerade so viel Koh- Desoxydationsmittelnzur Korrektur entbehrlichmacht, lenoxid bildet, daß der Stahl unter Überdruck erstarrt Die Erfindung besteht in der Verwendung einer

(nicht wie üblich, infolge der Bildung des Lunkers Legierung, bestehend aus durch Unterdruck). Dabei geht man grundsätzlich so xo ■ ,. _QJ-_0/ vor, daß einer Schmelze unter anderem Mangan und ⁵⁰ °\^s °t j°

Silizium so beigegeben wird, daß die in Kokillen ver- J J*Y.⁵ l^T

gossene Schmelze unter Überdruck erstarrt. Der an- 0,02 bis 0,5 /₀ litan,

gestrebte Effekt wird nicht immer erreicht, so daß trotz ^{Rest Elsen und} herstellungsbedingte Verunremigun-

dermit dem halbberuhigten Stahl erreichbaren Kosten- 15 £^en'

vorteile man vielfach von seiner Herstellung absieht. als Zusatzmittel zu einem Stahl zur Herstellung von in Bei einem üblichen Kohlenstoffgehalt von 0,05 bis Kokille vergossenem, unter Überdruck erstarrten, halb-0,20 % ist für die richtige Erstarrung des halbberuhig- beruhigten Stahl mit einem Mangangehalt von 0,35 bis ten Stahles bekanntermaßen ein Sauerstoffgehalt im 1,20 %. Vorzugsweise wird eine Legierung mit 60 bis flüssigen Stahl von etwa 0,012 % erforderlich. Schon 20 75 % Mangan verwendet. Die Legierung wird der ein geringes Über bzw. Unterschreiten dieses Wertes Schmelze vor dem Vergießen beigegeben und dadurch bewirkt, daß der Block entweder treibt, was zu Ober- der Mangangehalt des Stahls auf einen Wert im Beflächenfehlem führt, oder unter Unterdruck erstarrt, reich zwischen 0,35 bis 1,20 % eingestellt. Ein guter was zu einem nicht vollständigen Verschweißen des Reinheitsgrad an nichtmetallischen Einschlüssen wird Lunkers und damit zu Ausfall führt. — Bei der Her- 25 im Rahmen der Erfindung erzielt, wenn der Schmelze stellung des halbberuhigten Stahles ist es sehr schwierig, vor dem Vergießen eine Legierung beigegeben wird, in einfacher Weise und zuverlässiger Weise einen Sauer- die zusätzlich 0,5 bis 5% Aluminium enthält. Der stoff gehalt von etwa 0,012% in der Schmelze einzu- Siliziumgehalt der Legierung ist dem gewünschten stellen. Mangangehalt der Schmelze anzupassen und ohne

Im einzelnen ist im Rahmen der beschriebenen Maß- 30 Schwierigkeiten in weiten Grenzen anpaßbar. Dazu nahmen folgendes bekannt: geht ein Vorschlag der Erfindung dahin, daß bei

In den meisten Betrieben, die sich mit der Herstellung Mangangehalten der Stahlschmelze, die zwischen 0,35 von halbberuhigtem Stahl befassen, sind Arbeitsweisen und 0,60 % liegen, eine Legierung beigegeben wird, üblich, welche die Zugabe von bestimmten Mengen deren Siliziumgehalt zwischen 9 und 15% liegt· Ein Mangan, Silizium und Aluminium in bestimmter Rei- 35 anderer Vorsehlag geht in diesem Zusammenhang dahenf olge vorsehen, wobei auch die Benutzung von SiIi- hin, daß bei Mangangehalten der Schmelze, die zwikonmangan (eine Legierung, die etwa 20 % Silizium, sehen 0,60 und 1 % liegen, eine Legierung beigegeben etwa 60% Mangan, Rest Eisen, als Verunreinigung wird, deren Siliziumgehalt zwischen 3 und 9% hegt, unter Umständen auch Titan, enthält) üblich ist. Falls Die Erfindung, geht von der Erkenntnis aus, daß die

der richtige Sauerstoffgehalt in der Schmelze nicht 40 Höhe des Sauerstöffgehaltes, der sich bei Desoxydagenau getroffen wird, wird eine Korrektur durch eine tion mit einer Mangan-Süizium-Legierung einstellt, Silizium oder Aluminiumzugabe in der Kokille ver- nicht nur von der Menge und dem Gehalt an Mangan sucht, was jedoch einerseits wegen breiter Streuung und Silizium der Legierung abhängt, sondern daß auch des Ergebnisses nicht befriedigt und andererseits hin- definierte Gehalte der Legierung an Titan und gegebesichtlich der Qualität des Stahls durch Entstehen nicht- 45 nenfalls zusätzlich Aluminium erheblichen Einfluß hametallischer Einschlüsse unerwünschte Nebenwirkun- ben. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Gehalte an gen hat. · Titan in der Legierung haben zur Folge, daß bei Zugabe

Bekannt ist ferner aus wissenschaftlichen Unter- einer entsprechenden Mangan-Süizium-Legierung suchungen (Mitteilungen des Kaiser Wühehn-Institutes merklich niedrigere Sauerstoffgehalte erreicht werden, für Eisenforschung, Düsseldorf, 14 [1932], S. 181 bis 50 als es ohne den Titanzusatz möglich wäre. Bei unkon-203), daß sich bei Desoxydation unter gemeinsamer trolliertem Titangehalt als Verunreinigung im Rahmen Anwendung von Mangan und Silizium Sauerstoffge- bekannter Maßnahmen konnte dieser Effekt nicht erhalte einstellen, die zum Teil tiefer liegen, als sie mit kannt werden. Erklärt werden kann dieser Effekt wahr-Mangan und Silizium allein erreicht werden, und die in scheinlich durch die Bildung von Titanoxidkeimen, an bestimmten Bereichen von Stahlanalysen, nämlich über 55 denen sich Mangan-Silikate in heterogener Keimbil-0,6 °/o Mangan und über etwa 0,1 % Silizium, unab- dung abscheiden können. Der einfache Desoxydationshängig von der jeweiligen Siliziumkonzentration und effekt dieser geringen Titanmenge ist vernachlässigbar nicht sehr stark abhängig von der Mangankonzentra- gering und kann den vorbeschriebenen Effekt nicht ertion im Stahl sind. In der Praxis hat sich jedoch bisher klären. Jedenfalls stellt sich bei Verwirklichung des eine Einstellung des gewünschten Sauerstoffgehaltes 60 erfindungsgemäßen Verfahrens mit Einstellung des allein durch Verwendung von Mangan und Silizium, Mangangehaltes im Stahl auf einen Wert zwischen 0,35 ohne nachträgliche Korrektur in der Kokille, nicht ein- und 1,20% der Sauerstoffgehalt überraschenderweise führen können. Das ist verständlich, da nach diesen gleichsam automatisch auf 0,010 bis 0,015% ein» so Untersuchungen der gewünschte Sauerstoffgehalt von daß von selbst und für die betriebsmäßige Praxis ohne 0,012% immer nur in einem sehr engen Bereich des 65 weiteres reproduzierbar der angestrebte Effekt eintritt. Mangan- und Siliziumgehaltes des Stahls erreicht Korrekturen in der Kokille sind nicht erf orderlich. — werden kann, bei 1600⁰C beispielsweise nur in einem Der Einfluß der erfindungsgemäß vorgesehenen Titan-Bereich von 0,5 bis 0,7 % Mangan, bei etwa 0,1 % SiIi- gehalte ermöglicht die Verwendung von billigem

Hochofen-Ferromangan mit einem leicht zu erreichen* den Titangehalt um 0,1 %> zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung, wobei dem Hochofen-Ferromangan die übrigen Elemente zulegiert sind.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf für die betriebsmäßige Praxis einfache Weise und mit stark verringerter Notwendigkeit der Korrektur durch Zugabe von Desoxydationsmitteln in der Kokille ein halbberuhigter Stahl hergestellt werden kann. Von Bedeutung ist, daß die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Legierung auf Basis von Hochofen-Ferromangan hergestellt werden kann. — Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß sich häufig bei Gegenständen, z. B. Blechen, aus nach der Lehre der Erfindung beruhigtem Stahl eine wesentliche Verbesserung der Oberflächengüte ergibt — bei gleichzeitiger Verringerung der Innenfehler — infolge der besseren Einstellung des Sauerstoffgehaltes des Stahles mit der erfindungsgemäßen Legierung.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen erläutert:

Beispiel I

Eine SM-Schmelze wurde mit 0,07% C und 0,12% Mn bei 1600⁰C abgestochen. Sie wurde mit 0,65% (bezogen auf Schmelzgewicht) einer Legierung — bestehend aus 64% Mn, 12% Si und 4% Al und 0,08% Ti, Rest Fe — desoxydiert. Die Legierung war durch Auflösen von Ferrosilizium und Aluminium in flüssigem entsprechend Ti-haltigem Hochofen-Ferromangan hergestellt worden. Die Schmelze hatte in der Abgußanalyse 0,11% C, 0,04% Si und 0,41% Mn und 0,012% Sauerstoff. Die Blöcke erstarrten ohne zusätzliche Desoxydation in der Kokille mit der gewünschten leicht nach oben gewölbten Kopfausbildung und erbrachten ein einwandfreies Ausbringen an Halbzeug und Fertigprodukt.

Zu ähnlichen Ergebnissen kommt man, wenn man mit einer Legierung arbeitet, die 64 % Mangan, 12 % Silizium, 0,1% Titan, jedoch kein Aluminium, Rest Eisen enthält.

In beiden Fällen kann, je nach Zusammensetzung der Legierung, im Rahmen der Vorschrift 50 bis 85 % Mangan, 2 bis 15 % Silizium, 0,02 bis 0,5 % Titan auch Ferromangan beigegeben werden.

Beispiel II

20 Schmelzen aus 2 280-t-SM-Öfen einer halbberuhigten Güte mit 0,10 bis 0,17% C und 0,70 bis 1,0 % Mn wurden mit HiUe einer erfindungsgemäßen Legierung mit 70°/_? Mn, 7% Si, 2% Al, 0,1% Ti,

6.5 % C als Verunreinigung desoxydiert, in 10 bis 201 Brammenkokillen vergossen und zu Schiffsblechen ausgewalzt. Der Anteil an einwandfreien Oberflächen stieg z. B. von 33 bis 37% auf 77 bis 80%. Gleichzeitig gingen die Anteile an Ausfall auf Grund von Lunkern von

4.6 auf 1,9% zurück.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Legierung, bestehend aus 50 bis 85% Mangan,

2 bis 15 % Silizium,

0,02 bis 0,5% Titan,

Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen,

als Zusatzmittel zu einem Stahl zur Herstellung von in Kokille vergossenem, unter Überdruck erstarrten, halbberuhigtem Stahl mit einem Mangangehalt von 0,35 bis 1,20 %.

2. Verwendung einer Legierung, bestehend aus 60 bis 75% Mangan,

2 bis 15% Silizium,
0,02 bis 0,5% Titan,

Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen,
für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 oder 2, die außerdem

0,5 bis 5 % Aluminium
enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

4. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der jedoch der Siliziumgehalt 9 bis 15% beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1, wenn der Mangangehalt der Stahlschmelze zwischen 0,35 und 0,60% liegt.

5. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Siliziumgehalt jedoch zwischen 3 und 9 % liegt, für den Zweck nach Anspruch 1, wenn der Mangangehalt der Stahlschmelze zwischen 0,6 und 1 % liegt·