DE2153379B1

DE2153379B1 - Verfahren zum einbringen von blei in stahlschmelzen

Info

Publication number: DE2153379B1
Application number: DE19712153379
Authority: DE
Inventors: Edgar Dr Ing Wen dorff Jochen Dr Ing 4200 Oberhausen Rommerswinkel Heinrich Wilhelm Dipl Ing 4330 Mulheim Septzler
Original assignee: Thyssen Niederrhein AG Hütten und Walzwerke, 4200 Oberhausen
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1971-10-27
Publication date: 1973-04-12
Also published as: DE2153379A1; DE2153379C2

Description

Der Mechanismus der Bleiaufnahme funktioniert vermutlich so, daß bei der Entspannung der Blasen vom Druck in der Düse (2 Meter Badtiefe entsprechend 1,5 atü) auf ein Bad Blei nach Art der Wilson-Kammer in feinsten Tröpfchen kondensiert, wodurch der Übergang des Bleis von der Blase auf das Bad beschleunigt wird. Die Erfindung nützt darüber hinaus vermutlich auch die bekannte, aberverfahrenstechnisch bisher unberücksichtigte Tatsache, daß der Druck in kleinen Blasen einer Schmelze über die Oberflächenspannung beachtlich höher sein kann, als dem hydrostatischen Druck entspricht, wobei mit kleinerwerdendem Radius der Blase der Druck zunimmt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, insbesondere wenn mit einem Trägergas gearbeitet wird, welches in der Stahlschmelze leicht diffundiert, dieses Druckzunahme wahrscheinlich ausgenutzt für den Kondensationseffekt, der unmittelbar die angestrebte feine Verteilung des Bleis zur Folge hat. Es führt hier die Diffusion des Trägergases zu einer schnellen Verkleinerung der zunächst erzeugten Blasen nd damit zu einer Förderung des Kondensationseffektes für den verbleibenden Bleidampf. Eine hinreichend gleichmäßige Verteilung der Blasen aus verdünntem Bleidampf in der zu behandelden Stahlschmelze stellt sich praktisch von selbst ein, wenn man den verdünnten Bleidampf auf irgendeine be-
kannte Weise in die Schmelze so einbläst, daß Blasenbildung mit Blasen kleineren Durchmessers eintritt. Besonders ausgeprägt werden die beschriebenen Effekte, wie bereits angedeutet wurde, wenn der verdünnte Bleidampf in sehr großer Tiefe in die Schmelze eingeblasen wird, so daß erfindungsgemäß vorzugsweise die Tauchlanze (oder ein sonstiges Einführungsaggregat) 2000 bis 3000 mm tief in die Schmelze eingetaucht wird.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So kann der verdünnte Bleidampf ohne Schwierigkeiten in einer Tauchlanze erzeugt werden, der feinkörniges Blei bzw. feinkörnige bleihaltige Substanzen und das Trägergas zugeführt werden. Die Tauchlanze nimmt dabei die Temperatur der Stahlschmelze an und die Feinkörnigkeit des Bleis bzw. der bleihaltigen Substanzen läßt sich stets so wählen, daß der angestrebte Verdampfungseffekt in der Tauchlanze und im Bereich der Mündung der Tauchlanze eintritt.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Einbringen von Blei- in Stahlschmelzen, wobei Blei oder bleihaltige Stoffe in die Schmelze eingeblasen werden, d a -durch gekennzeichnet, daß aus dem Blei bzw. den bleihaltigen Stoffen und einem inerten Trägergases ein verdünnter Bleidampf erzeugt und dieser in Form von feinen Blasen in die Schmelze eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß mit Argon als inertem Trägergas gearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem in der Schmelze leicht diffundierendem Trägergas gearbeitet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verdünnte Bleidampf in einer Tauchlanze erzeugt wird, der feinkörniges Blei bzw. feinkörnige bleihaltige Substanzen und das Trägergas zugeführt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchlanze etwa 2000 bis 3000 mm tief in die Schmelze eingeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einbringen von Blei in Stahlschmelzen zum Zwecke der Herstellung von bleihaltigem Stahl, wobei Blei oder bleihaltige Stoffe in die (vorzugsweise in einer Gießpfanne befindliche) Stahlschmelze eingeblasen werden. Bekanntlich wird im Rahmen derartiger Maßnahmen eine möglichst homogene Verteilung von mikroskopisch oder submikroskopisch dispergiertem Blei im erstarrten Stahl und zuvor auch in der Schmelze verlangt, damit daraus hergestellte Werkstücke und Werkzeuge die durch den Zusatz des Bleis bedingten besonderen Eigenschaften aufweisen.

Bleizeilen oder Bleiseigerungen im erstarrten Stahl müssen vermieden werden, da diese Phänomene, die die Praxis kurz als Bleizeiligkeit bezeichnet, die Qualität des hergestellten Produktes beachtlich beeinträchtigen.

Verfahren der beschriebenen Art sind bekannt (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 1 909 674) Im Rahmen der bekannten Maßnahmen wird das Blei oder werden die bleihaltigen Substanzen aus der Dampfphase in die flüssige Schmelze eingebracht, und zwar auch durch Einblasen des Bleidampfes.

Man erstrebt große Phasengrenzflächen Bleidampf/-Stahl und erwartet, daß das Blei durch Diffusion in die Stahlschmelze eindringt. Der Effekt ist nicht befriedigend. Die Praxis arbeitet daher anders. In der Praxis erzeugt man die Dampfphase des einzubringenden Bleis, indem man beispielsweise in der Gießpfanne einen Bleisumpf einstellt, über dem sich in der Grenzschicht zwischen Blei und Stahlschmelze eine Dampfphase ausbildet. Diese Arbeitsweise wiederum ist nicht frei von den klassischen Nachteilen, nämlich Bildung von Bleizeilen und Bleiseigerungen im Stahl. Die Verteilung des Bleis im Stahl ist nicht hinreichend homogen und nicht hinreichend fein, darüber hinaus fehlt die Zielsicherheit.

Im übrigen ist es zur Erzielung anderer metallurgi- scher Effekte bekannt, pulverförmige Stoffe mit Hilfe eines - Trägergases und einer Tauchlanze auch in Stahlschmelzen einzublasen (vgl. französische Patentschrift 1 123 217), dadurch sind die Probleme um das Einbringen von Blei in Stahlschmelzen bisher nicht beeinflußt worden und auch nicht ohne weiteres lösbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einbringen von Blei in Stahlschmelzen anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine sehr homogene und sehr feine Verteilung des Bleis in der Stahlschmelze und damit im erstarrten Stahl erreicht werden kann.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Blei in Stahlschmelzen zum Zwecke der Herstellung von bleihaltigem Stahl, wobei Blei oder bleihaltige Stoffe in die Schmelze eingeblasen werden. Die Erfindung besteht darin, daß aus dem Blei bzw. den bleihaltigen Stoffen und einem inerten Trägergases ein verdünnter Bleidampf erzeugt und dieser in Form von feinen Blasen in die Schmelze eingeblasen wird. Am einfachsten wird mit Argon als Trägergas gearbeitet. Man kann aber auch andere mit dem Blei oder der Schmelze nicht reagierende Gase einsetzen. Ein besonderer Vorschlag der Erfindung besteht darin, mit einem inerten Trägergas zu arbeiten, welches in der Scmelze leicht diffuniert.

Das Einbringen von Blei in den Stahl über die Gasphase bringt bedeutende Vorteile. Überraschenderweise wird die Bleizeiligkeit vermieden. Damit der Sättigungsdampfdruck des Bleis bei den betreffenden Temperaturen nicht überschritten wird, ist es, wie die Erfindung erkannt hat, erforderlich, daß Blei mit einem Inertgas einzublasen. Die in der Einblasdüse in etwa 2000 bis 3000 mm Badtiefe gebildeten Blasen aus Bleidampf und Inertgas in Mischung steigen auf. Dabei geht im Zuge der Gleichgewichtseinstellung zwischen Bad und Blase der Bleidampf aus der Blase in das Stahlbad über, bis eine Sättigung des Stahlbades an Blei erreicht ist. Entsprechend ist die Bleizuführung einzustellen.