DE1953410A1 - Verfahren zur Zugabe eines Zuschlagstoffs zu einer Metallschmelze - Google Patents

Description

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Nippon Kokan Kabushiki Kaisha J 1 ΛΪΊ YQgQ

Tokio, Japan

Verfahren zur Zugabe eines Zuschlagstoffs zu einer Metallschmelze

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugabe von DeaOxydationsmitteln, Legierungseleaenten und dgl. zu Metall-, insbesondere Stahlschmelzen. Genauer gesagt, schafft die Erfindung ein Verfahren zur Zugabe von Elementen, die nicht oder nur schwierig zu regelmäßigen Pormstücken verformt werden können, durch Einbringung derselben tief in die Metallschmelze mit gesteuerter Zugabegeschwindigkeit und unter Bedingungen, unter welchen weder Luft- noch Sohlackenoxydation hervorgerufen wird,

Für die Zugabe von Elementen zu Stahlschmelzen sind bereits die nachstehend aufgeführten Verfahren entwickelt worden:

1 ο Ein Verfahren zur Zugabe eines Desoxydationsmittels in einem Klumpen bzw· einer groben Masse;

2. ein Verfahren zum Einblasen entweder körniger oder pulverigerZuschlagstoffe mittels eines Grases über ein in die Stahlschmelze eingeführtes hitzbeständiges Rohr;

3. ein Verfahren zur Zugabe von Elementen durch Einführung eines Phosphorisierungsmittels in die Stahlschmelze;

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4· ein Verfahren zum Einblasen von gasförmigen oder Vergasbaren Zuschlagstoffen, wie z.B. Stickstoff, über ein aa Pfannenboden angeordnetes poröses feuerfestes

Material; .

5· ein Verfahren zur Zugabe ron Elementen aus einem Behälter in die Gießpfanne und

6· ein Verfahren zur Einbringung von verformbaren Elementen, wie Aluminium, in eine Stahlschmelze, bei welchem eine Draht-Vorschubvorrichtung das Metall in Porm eines Drahts oder einer Stange zuführt.

Allen diesen Verfahren haften verschiedene Nachteile an· Das unter 1· genannte Verfahren verursacht eine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften infolge von Luft- oder Schlackenoxydation· Bei Anwendung des unter 2. beschriebenen Verfahrens ist es unmöglich, die Zuschlagstoffe tiefer in die Stahlschmelze einzuführen als die Länge des Rohrs beträgt, wobei auch die Steuerung der Zugabegeschwindigkeit sowohl schwierig als auch ungenau ist. Beim dritten Verfahren ist die Steuerung der Reaktion schwierig und gefählich. Das vierte Verfahren macht eine komplizierte Anlage und den Ausbau des porösen feuerfesten Materials erforderlich. Bei dem unter 5. genannten Verfahren werden Luft- und Schlackenoyydation verursacht, während es beim sechsten Verfahren unmöglich ist, Elemente'einzuführen, die als sdbhe nicht verformbar sind, so daß sie z.B. nicht ausgewalzt werden können.

Naoh dem erfindungsgemäßen Verfahren können dagegen Zuschlagstoffe verschiedener Art und Zusammensetzung ohne weiteres und mit einfach gesteuerter Zugabegeschwindigkeit tief in die Stahlschmelze eingebracht werden, so

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daß die optimalen Umsetzungsbedingungen gewährleistet werden*-

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Verfahren zur Zugabe von Zuschlagstoffen zu einer Metallschmelze, dessen Besonderheit darin besteht, daß mit Hilfe einer Draht-Vorschubvorrichtung ein Draht bzw. eine Stange mit einer Geschwindigkeit von 0,1 - 15 m/s in die Metallschmelze vorgeschoben wird, wobei dieser Draht bzw. diese Stange einen Kern und eine äußere Umhüllung aufweist, die Zuschlagstoffe und ein Bindemittel enthält.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine sohematische Darstellung einer Vorrichtung, bei welcher ein Draht bzw« eine Stange in eine Metallschmelze in einer Gießpfanne eingeführt ist, und

Fig. 2 einen Quer- und einen Längsschnitt durch die Stange, in stark vergrößertem Maßstab.

Gemäß Fig. 1 wird ein Draht bzw« eine Stange 6 von einer Draht-Trommel 1 aus über eine Draht-Vorschubvorrichtung 2 und ein Führungsrohr 3 in die in einer Gießpfanne 4 enthaltene Stahlschmelze 5 eingeführt. Wie in Fig. 2 im Schnitt dargestellt 1st, besteht der Draht aus einem Kern 7 und Zuschlagstoffen 8. Der Draht wird mit einer Geschwindigkeit von O_t1 - 15 a/a zugeführt, während gleichzeitig erforderlichenfalls Gas über die Oberfläche der Stahlschmelze geblasen wird, um Oberflächenschlacke zu unterdrücken oder eine Luftoxydation zu verhindern.

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Die Draht-Vorschubvorrichtung 2 ist herkömmlich aufgebaut. Der Draht selbst besteht aus einem versteifenden zentralen Kern und körnigen oder pulverigen Zuschlagstoffen, die durch Kunstharze gebunden sind, so daß der Draht insbesondere nahe und in der Stahlschmelze eine Flexibilität erhält. Anstelle einer Gießpfanne kann sich die Stahlschmelze auch in einem Ofen, einem Trichter, einem Gießstrom oder in einer Gießform befinden.

Es ist allgemein wünschenswert, daß das Verfahren einen hohen Wirkungsgrad der zugegebenen Elemente gewährleistet. Im Hinblick hierauf werden beim erfindungsgemäßen Verfahren körnige oder pulverige Zuschlagstoffe bevorzugt, da sie sich ohne weiteres zu einem Draht bzw. einer Stange formen lassen.

Nachstehend sind Beispiele für zweckmäßige Zuschlagstoffe aufgeführt?

1. Stickstoffzugabe:

Calciumcyanamid (CaCN₂)
Ammoniumsalζ (NH.NO,)
(NH₄Cl)

Aluminiumnitrid (AlN)

Perromangannitrid (Mn-N)

oder die obigen Stoffe mit einem Gehalt an Eisen (Pe).

2. CaIc iumzugabe:

Calcium-Silicium-Gruppe (Ca-Si-Gruppe) Calcium-Silicium-Mangan-Gruppe (Ca-Si-Mn-Gruppe) Calcium-Silicium-Aluminium-Gruppe (Ca-Si-Al-Gruppe) Calcium-Siliciua-Magnesium-Gruppe(Ca-Si-Mg-Gruppe) oder diese Stoffe auch mit Eisen (Pe).

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3. Magnesiumzugabe:

Magnesium-Caloium-Silicium-Gruppe (Mg-Ca-Si-Gruppe) Magnesium-Aluminium-Gruppe (Mg-Al-Gruppe) Magnesium-Silicium-Gruppe (Mg-Si-Gruppe) oder die obigen Legierungen auch mit Eisen (Fe).

Andere Zuschlagstoffe:

Bor-Gruppe (B-Gruppe)

Niob-Gruppe (¥b-Gruppe)

Titan-Gruppe (Ti-Gruppe)

Mischmetall) Lanthan, Zermetall oder solche Stoffe mit einem Gehalt an Bisen (Fe).

5. Allgemeine Desoxydationstoffe:

Silicium-Gruppe (Si-Gruppe) Lithium-Gruppe (Li-Gruppe) Mangan-Gruppe (Mn-Gruppe)

Phosphor-Gruppe (P-Gruppe) Silicium-Mangan-Gruppe (Si-Mn-Gruppe) oder die obigen Legierungen mit einem Gehalt an Eisen (Fe).

Als Bindemittel für die Zuschlag-Drähte bzw. -Stangen soll-

verwendet werüen
ten nur Stoffe/i die keinen schädlichen Einfluß auf die Stahlschmelze haben. Verwendbare Kunstharze sind beispielsweise Polytetrafluoräthylen, Polymonochlortrifluoräthylen und dgl. Im allgemeinen ist jedes übliche Kunstharz brauchbar, sofern sein Wasserstoffgehalt den Stahl nicht beeinträchtigt. Als Drahtkerne für die Zuschlag—Drähte sollten vorzugsweise Eisen, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Magnesium, Titan und die Legierungen dieser Stoffe zum Einsatz kommen.

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Die Zugabegeschwindigkeit und -menge lassen sich beim erfindungsgemäßen Verfahren leicht steuern, so daß die Umsetzung über einen weiten Bereich der Stahlschmelze mit hoher Stabilität abläuft. Folglich werden Luft- und Schlackenoxydation sowie mechanische Verluste praktisch ausgeschaltet und kann regelmäßig ein hohes Ausbringen bzw· Ausnutzung des Zuschlagstoffs erreicht werden. Weiterhin ist es bei einem kontinuierlichen Gießverfahren möglich, den Zerfall von Zuschlägen in der Stahlschmelze infolge der Beschleunigung der Umsetzung in der Gießpfanne^ DzS. ^ezu¹\ungehen, wenn diese Zuschlag-Elemente gleich in einen Gießtrichter oder eine Gießform eingebracht werden·

Bei herkömmlichen Verfahren muß die Stahlschmelze durch ein Gasförder-Verfahren o.dgl. gerührt bzw. umgewälzt werden, um eine ungleichmäßige Verteilung der Elemente in der trägen Schmelze, wie in einer Gießpfanne oder einer Gießform, zu verhindern. Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet dagegen einen Draht alt einer äußeren Umhüllung aus den Zuschlagstoffen und einem Bindemittel, wie Kunstharzen, Infolgedessen wird die Stahlschmelze zwangsläufig durch das bei der Zersetzung der Kunstharze oder anderer, gasabgebender Stoffe entstehende Gas gerührt bzw. umgewälzt. Außerdem kann der Mengenanteil der Zuschlagstoffe, die im Gemisch aus Kunstharzen und Additiven vorhanden sein sollen, nach Bedarf wahlfrei erhöht werden, da die notwendige Festigkeit des Drahts bzw. der Stange durch deren Draht-Kern gewährleistet wird.

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Claims (7)

1. P at entansprü c h e

   1· Verfahren zur Zugabe von Zuschlagstoffen zu einer Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Draht-Torschubvorrichtung ein Draht bzw. eine Stange mit einer Geschwindigkeit von 0,1 - 15 m/s in die Metallschmelze vorgeschoben wird, wobei dieser Draht bzw. diese Stange einen Kern und eine äußere Umhüllung aufweist, die Zuschlagstoffe und ein Bindemittel enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Metallschmelze ein Inertgas aufgeblasen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff in körniger oder pulveriger Form verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein Kunstharz-Bindemittel verwendet wird.
5. 5. Verwendung des Verfahrens nachfden Ansprüchen 1 bis für die Zugabe von Zusätzen bei Stahlschmelzen.
6. 6. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 5 für die Zugabe von Desoxydationsnitteln.
7. 7. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 5 für den Zusatz von Legierungselementen.

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