DE2017660B2 - Verfahren zum desoxydieren bzw. legieren von fluessigem stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Desoxydieren bzw. Legieren von flüssigem Stahl mit Aluminium beim Stranggießverfahren, wobei das Aluminium in Form eines durch eine Umhüllung bzw. einen Überzug geschützten Drahtes kontinuierlich zugeführt wird.

Es sind verschiedene Verfahren zum Desoxydieren und Legieren von flüssigem Stahl mit Aluminium bekannt und mehrere Vorschläge befassen sich mit der Zufuhr von Aluminium in Form von Granalien, Stangen und Drähten. Ein solches Verfahren besteht darin, daß die Stahlschmelze nach einer Vordesoxydation mit Ferromangan und gegebenenfalls Ferrosilizium, Silikomangan abstehen gelassen und sodann mit Desoxydationsmitteln von hoher Affinität zum Sauerstoff, wie Aluminium, Kalzium, Titan, Magnesium, Cer, fertigdesoxydiert wird, indem ein diese Desoxydationsmittel enthaltendes Eisenrohr tief in die Stahlschmelze eingetaucht und dort unter Freigabe seines Inhaltes zum Abschmelzen gebracht wird (OE-PS 1 86 274). Durch die Notwendigkeit des tiefen Eintauchens des z. B. mit Aluminium gefüllten Rohres ist dieses Verfahren für seine Anwendung bei einem Stranggießverfahren ungeeignet.

Für Stranggußverfahren liegen verschiedene spezielle Vorschläge vor: so beispielsweise das gesamte Aluminium in das Zwischengefäß einzubringen, um eine gleichmäßige Verteilung des Aluminiums zu erzielen. Es wurde auch vorgeschlagen, das Aluminium erst in der Stranggußkokille zuzusetzen, wobei man ein Gußprodukt mit einer unberuhigten Randschicht und einem beruhigten Kern erhält.

Von der metallurgischen Seite her gesehen, muß darauf geachtet werden, daß nicht nur ein gutes Aluminiumausbringen, sondern auch eine gute Verteilung des Aluminiums erreicht wird und daß der Gehalt an nichtmetallischen Einschlüssen möglichst gering ist. Bei der Zugabe des Aluminiums muO der niedrige Schmelzpunkt des Aluminiums, seine große Affinität gegenüber dem Sauerstoff und das gegenüber Eisen niedrige spezifische Gewicht berücksichtigt werden. Bei der Zugabe von Aluminium in den Gießstrahl wird dieses sofort aufgeschmolzen und kann dort durch den Luftsauerstoff sehr leicht oxydiert werden. Wird das Aluminium einem Stahlbad zugeführt, so wird es ebenfalls sofort aufgeschmolzen, kann zufolge des geringen spezifischen Gewichtes an der Badoberfläche verbleiben und <>5 durch den Luftsauerstoff oxydiert werden. Bei beiden Verfahren können erhöhte Mengen von Aluminiumoxyd im Stahl verbleiben. Diese Aluminiumoxyde liegen dort in Form mikroskopischer und makroskopischer Einschlüsse vor, welche die Qualität des Stahles herabsetzen. Makroskopische, nichtmetallische Einschlüsse können in der Folge bei der Fertigung von kaltgewalzten Feinblechen zu zellenförmigen Oberflächentehlern führen. Die Bildung von Aluminiumoxyden durch vorzeitiges Aufschmelzen und Reaktion mit dem Luftsauerstoff führt auch noch zu weiteren Schwierigkeiten, wie Nichteinhalten der vorbestimmten Analyse.

Zur Überwindung der Schwierigkeiten, die sich bei der Einführung von Aluminium in flüssigen Stahl durch Oxydation mit Luftsauerstoff ergeben, ist bereits vorgeschlagen worden, Aluminiumdraht direkt in den Gießstrahl einzuführen und entsprechendes inertes oder reduzierendes Gas zur Kühlung des Drahtes und zum Schutz gegen den Luftsauerstoff zu verwenden. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß der apparative und kostenmäßige Aufwand groß ist und der Gießstrahl gestört und teilweise zerteilt wird, was wieder die Gefahr einer Luftoxydation zur Folge hat.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Schwierigkeiten. Sie besteht bei dem eingangs genannten Verfahren darin, daß mit Stahl umhüllter Aluminiumdraht dem geschmolzenen, zu vergießenden Stahl unterhalb der Auftreffstelle des Gießstrahles auf den Schmelzspiegel im Zwischengefäß bzw. in der Kokille derart 7ugeführt wird, daß der umhüllte Aluminiumdraht in einer Tiefe von 100 bis 150 mm aufschmilzt.

Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise ist jegliche Oxydation durch Luftsauerstoff zuverlässig ausgeschaltet. Da das Stahlrohr unter der Oberfläche des Bades langsam aufschmilzt und der dann freigelegte Aluminiumkern im Bereich starker Strömung des Bades ist, wird das Aluminium gelöst und gleichmäßig verteilt und schwimmt nicht mehr an die Oberfläche.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Der aus einer Gießpfanne od. dgl. auslaufende Gießstrahl 1 fließt kontinuierlich in ein feuerfest ausgekleidetes Zwischengefäß 2 und weiter durch ein Gießrohr 3 in eine nicht dargestellte Stranggußkokille. Die Strömungsrichtung des Stahles ist durch Pfeile angedeutet. Selbstverständlich könnte der Stahl in das Zwischengefäß auch von unten oder seitlich durch Druck oder Vakuum eingeführt werden.

Stahlummantelter Aluminiumdraht 4 wird unter die Oberfläche des flüssigen Stahles 8 kontinuierlich so eingeführt, daß die Spitze 5 unterhalb der Auftreffstelle, im Kern des Gießstrahles 1, etwa 100 bis 150 mm unter der Metalloberfläche aufschmilzt und dort in Lösung geht. Die kinetische Energie bzw. die durch den Gießstrahl 1 hervorgerufene Strömung im Bereich der Auftreffstelle bewirkt eine gleichmäßige Verteilung des Aluminiums. Der flüssige Stahl ist im Zwischengefäß mit einem Gießpulver oder durch Schlacke 9 abgedeckt.

Bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden stahlummantelten Aluminiumdraht werden die Stärke des Stahlmantels 7, die Vorschubgeschwindigkeit und die Richtung (Neigung) so aufeinander abgestimmt, daß der Stahlmantel abschmilzt und das Aluminium freigibt, wenn die Spitze 5 des eingeführten Drahtes etwa die vertikale Achse des Gießstrahles unterhalb der Auftreffstelle erreicht hat.

Beispiel

Eine Charge eines unlegierten, niedrig gekohlten Stahles im Gewicht von 49,5 t wurde auf einer Strang-

gußanlage vergossen und ein Strang mit einem Querschnitt von 1050 χ 225 mm hergestellt Beim Abstich der Charge aus einem Konverter in eine Gießpfanne wurde ein Teil des für die Desoxydation notwendigen Aluminiums in Form von Barren zugeführt Ein zweiter Teil, nämlich 38 kg, der vorwiegend zum Legieren dient, wurde in Form eines 8 mm starken Aluminiumdrahtes kontinuierlich in das Zwischengefäß der Stranggußanlage eingeführt Der Aluminiumdraht war von einem Stahlrohr mit 1,5 mm Wandstärke umhüllt und wurde in das Zwischengefäß mit einer Geschwindigkeit von 0,6 m/min eingeschoben, wobei seine Spitze etwa 150 mm unter der Oberfläche und etwa in der Achse des GießstraJiles aufschmolz. Die Gießdauer betrug 47 min und die Absenkgeschwindigkeit des Gußstranges 0,58 m/min. Der aus der Gießpfanne in das Zwischengefäß einlaufende Gießstrahl hatte einen Aluminiumgehalt von 0,010%, welcher durch das Einführen des stahlummantelten Aluminiumdrahfis auf 0,062% erhöh! wurde. Das Ausbringen des in das Zwischengefäß eingebrachten Aluminiums betrug 68%; der Rest wurde im wesentlichen vom im flüssigen Stahl gelösten Sauerstoff oxydiert Die Stranggußbrammen wurden geflammt (3% Flämmverlust) and zu kaltgewalzten Feinblechen weiterverarbeitet Der Ausschuß durch Oberflächenfehler an den Feinblechen war außerordentlich niedrig, nämlich etwa 1%. Metallurgraphische Untersuchungen der Bleche zeigten nur einen sehr niedrigen Gehalt an Tonerdeeinschlüssen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Einbringung von Aluminium in flüssigen Stahl in außerordentlich einfacher und betriebssicherer Weise. Es ist im besonderen Maß für das Stranggießen geeignet.

Die Fertigung eines stahlummantelten Aluminiumdrahtes ist sehr einfach, indem ein Aluminiumdraht mit z. B. 8 mm Außendurchmesser in ein handelsübliches Stahlrohr mit etwa 9 mm Innendurchmesser eingeführt wird. Für den Vorschub des Drahtes können Rollen oder sonstige Fördereinrichtungen vorgesehen werden. Zum Schutz gegen die Strahlungswärme an der Einführungsstelle kann ein stationäres, feuerfestes Schutzrohr vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Desoxydieren bzw. Legieren von flüssigem Stahl mit Aluminium beim Stranggießverfahren, wobei das Aluminium in Form eines durch eine Umhüllung bzw. einen Überzug geschützten Drahtes kontinuierlich zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Stahl umhüllter Aluminium-Draht dem geschmolzenen, zu vergießenden Stahl unterhalb der Auftreffstelle des Gießstrahles auf den Schmelzspiegel im Zwischengefäß bzw. in der Kokille derart zugeführt wird, daß der umhüllte Aluminiumdraht in einer Tiefe von 100 bis 150 mm aufschmilzt 1 ^