DE2206970C3

DE2206970C3 - Slagging agents

Info

Publication number: DE2206970C3
Application number: DE2206970A
Authority: DE
Inventors: Masaru Tokio Takashima
Original assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Current assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Priority date: 1971-02-16
Filing date: 1972-02-14
Publication date: 1974-08-22
Also published as: IT949355B; AU3884272A; CA958222A; BE779358A; ES399636A1; FR2125477B1; JPS5014606B1; DE2206970B2; BR7200823D0; DE2206970A1; SE406774B; FR2125477A1; AU469974B2

Description

3535

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlackebildungsmittel Tür die Stahlherstellung, welches in Stahlherstellungsöfen verwendet werden kann.The invention relates to a slagging agent for steelmaking, which is used in steelmaking furnaces can be used.

Kalkstein, Flußspat oder Bruchstücke von kieselsäurehaltigen Steinen oder Gemische daraus werden üblicherweise als Schlackebildungsmittel in Konvertern, elektrischen öfen und SM-Öfen für die Stahlherstellung verwendet.Limestone, fluorspar or fragments of siliceous stones or mixtures thereof commonly used as a slag forming agent in converters, electric furnaces and SM furnaces for steel making used.

In der letzten Zeit ist man darauf aufmerksam geworden, daß Aluminiumasche, die hauptsächlich aus Aluminiumoxid besteht und auch Aluminiummetall enthält, verschiedene günstige Wirkungen besitzt. Beispiele hierfür sind:Recently, attention has been drawn to the fact that aluminum ash, which is mainly composed of alumina and also containing aluminum metal, has various beneficial effects. Examples for this are:

Deoxydation der Schlacke (beispielsweise die Reduktion von Chromoxid in der Schlacke von Chromstahl zu metallischem Chrom, wodurch der Chromzuschlag zum geschmolzenen Stahl besser ausgenutzt wird), Verringerung der nötigen Menge Flußspat, Erhöhung der Schlackebildungsgeschwindigkeit und Verkürzung der Reduktionszeit. -Deoxidation of the slag (for example the reduction from chromium oxide in the slag from chromium steel to metallic chromium, eliminating the chromium surcharge to the molten steel is better exploited), decrease the necessary amount of fluorspar, increase the rate of slag formation and shortening the reduction time. -

Ein Nachteil von metallhaltiger Aluminiumasche besteht jedoch darin, daß diese in den geschmolzenen Stahl eintritt. Auch wenn sie in Form eines feinen Pulvers vorliegt, verbleibt sie als Aluminiumoxid im geschmolzenen Stahl, was einen ungünstigen Einfluß auf den geschmolzenen Stahl ausübt. Wenn außerdem ein solcher Stahl im Strang vergossen werden soll, dann bleibt das im geschmolzenen Stahl vorhandene Aluminiumoxid am Rohrfortsatz des Gießtrichters haften und verstopft diesen, wobei es sich mit Manganoxid oder Siliziumdioxid vereinigt. Hierdurch wird das Stranggießen unmöglich gemacht. Schließlich besitzt Aluminium eine sehr starke Affinität für Sauerstoff und wird deshalb augenblicklich oxidiert, was insbesondere bei den hoben Temperaturen in einem Ofen der Fall ist, so daß die wirklich als Deoxidierungsmittel wirkende Aluminiummeoge nur ungetabr 30 bis 50% beträgt. Dieses Schlackebildungsmittel muß also in einer Menge verwendet werden, die größer als nötig ist Dies ist vom wirtschaftlichen Standpunkt aus unerwünscht Man kann auch kaum sagen, daß ein Scblackebüdtmgsmittel, das hauptsächlich aus Aluminiumascbe besteht, eine ausreichende Wirkung entfeltet · However, a disadvantage of metal-containing aluminum ash is that it enters the molten steel. Even if it is in the form of fine powder, it remains in the molten steel as alumina , which exerts an adverse influence on the molten steel. If, in addition, such a steel is to be cast in a strand, the aluminum oxide present in the molten steel adheres to the tubular extension of the pouring funnel and clogs it, where it combines with manganese oxide or silicon dioxide. This makes continuous casting impossible. Finally, aluminum has a very strong affinity for oxygen and is therefore instantly oxidized, which is the case especially at the elevated temperatures in a furnace, so that the aluminum content, which actually acts as a deoxidizing agent, is only 30 to 50%. Thus, this slagging agent must be used in an amount larger than necessary. This is undesirable from an economical point of view. It can also hardly be said that a slagging agent mainly composed of aluminum ash has a sufficient effect.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schlackebildungsmittel for die Stahlherstellung zu schaffen, welches bei Stählen für Strangguß Verwendung finden kann und weiches bei wirtschaftlich tragbaren Abbrandverlusten eingesetzt werden kann.The present invention is based on the object of creating a slag-forming agent for steel production which can be used in steels for continuous casting and which is used with economically acceptable burn-off losses can be.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Schlackebildungsmittel gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus 2 bis 20 Gewichtsprozent metallischem Titan mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 20 mm, mehr als 30 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 4 bis 20 Gewichtsprozent Binder besteht. This object is achieved according to the invention by a slag-forming agent which is characterized in that it consists of 2 to 20 percent by weight of metallic titanium with a particle size of 0.5 to 20 mm, more than 30 percent by weight of aluminum oxide and 4 to 20 percent by weight of binder.

Das Schlackebildungsmittel desoxidiert einen geschmolzenen Stahl. Das dabei gebildete Titanoxid schwimmt leicht auf dem geschmolzenen Stahl und verbleibt nicht im geschmolzenen Stahl. Schließlich verringert es auch nicht die Menge des Stahls. Die Folge davon ist, daß es auch beim kontinuierlichen Gießen von geschmolzenem Stahl nicht den Rohransatz des Gießtrichters verstopft. Im übrigen besitzt metallisches Titan im Vergleich zu metallischem Aluminium eine sehr schwache Affinität für Sauerstoff, weshalb es nicht augenblicklich oxidiert wird. So kann das gesamte zugesetzte metallische Titan während einer längeren Zeit als DeoxidationsmiUel wirken. Das erfindungsgemäße Schlackebildungsmitlci besitzt beispielsweise folgende günstige Wirkungen: Erhöhung der Schlackebildungsgeschwindigkeit, Verkürzung der Reduktionszeit, Verringerung der notwendigen Menge Flußspat und Erhöhung der Entschwefelungs- und Entphosphorisierungsgeschwindigkeit im Vergleich zu dem obenerwähnten Schlackebildungsmittel. The slagging agent deoxidizes a molten one Steel. The titanium oxide formed in this way easily floats on the molten steel and does not remain in the molten steel. After all, it doesn't decrease the amount of steel either. the The consequence of this is that, even with the continuous casting of molten steel, it is not the pipe socket of the pouring funnel clogged. Incidentally, metallic titanium possesses compared to metallic aluminum has a very weak affinity for oxygen, which is why it is not instantly oxidized. So All of the added metallic titanium can act as a deoxidizing agent for a longer period of time. The slag-forming agent according to the invention has, for example, the following beneficial effects: Increase in the rate of slag formation, shorten the reduction time, reduce the necessary Amount of fluorspar and an increase in the rate of desulphurisation and dephosphorization compared to the above-mentioned slagging agent.

Da metallisches Titan und Titanlegjerungen. die mehr als 80 Gewichtsprozent Titanmetall enthalten, kostbar sind, ist es vorteilhaft. Abfälle «on Titan oder Titanlegierungen zu verwenden. Der Grund Für die Beschränkung des Metallgehalts auf 2 bis 20 Ge-' wichtsprozent liefet darin, daß unterhalb 2 Gewichtsprozent keine Wirkung eintritt und daß die Wirkung bei einem Gehalt von mehr als 20 Gewichtsprozent kaum zunimmt. Es ist weder wirtschaftlich noch erwünscht, dem erfindungsgemäßen Schlackebildungsmittel andere wirksame Komponenten zuzusetzen. Der Grund für die Beschränkung der Teilchengröße des metallischen Titans auf 0,5 bis 20 mm liegt darin, daß die Reaktion rasch verläuft und metallisches Titan oder Titanlegierungen leicht oxidiert werden. Die Wirksamkeit unterhalb einer Teilchengröße von 0,5 mm ist zu gering. Bei einer Teilchengröße von mehr als 20 mm wird dagegen die Reaktion unerwünscht langsam.There metallic titanium and titanium alloys. which contain more than 80 percent by weight of titanium metal, are precious, it is beneficial. Waste «on titanium or Use titanium alloys. The reason for the Limitation of the metal content to 2 to 20 percent by weight results in that below 2 percent by weight no effect occurs and that the effect occurs at a content of more than 20 percent by weight hardly increases. It is neither economical nor desirable to use the slagging agent of the present invention to add other effective components. The reason for the particle size limitation of metallic titanium to 0.5-20 mm is that the reaction is rapid and metallic Titanium or titanium alloys are easily oxidized. The effectiveness below a particle size of 0.5 mm is too small. On the other hand, if the particle size is more than 20 mm, the reaction is undesirable slow.

Als Aluminiumoxid wird im erfindungsgemäßen Schlackebildungsmittel vorzugsweise Tonerdesleinpu'ver, Bauxit, Aluminiumasche oder Aluminiumabschaum verwendet, aber es können auch andereThe aluminum oxide in the slag-forming agent according to the invention is preferably alumina powder, Bauxite, aluminum ash, or aluminum scrap are used, but others can be used as well

Aluminiumoxid enthaltende Materialien verwendet werden. Die Aluminiumascbe ist eine Schlacke, die «ich bildet, wenn metallisches Aluminium raffiniert wird. Alummiunmbscbaum ist eine schwimmende Schlacke, die gebildet wird, wenn metallisches Alu- s minium wieder aufgeschmolzen wird Zwar besitzen Aluminiumascbe oder Aluminiumabsebaum den Nachteil, daß ihre Zusammensetzung nicht konstant ist, aber diese Materialien enthalten als Hauptkomponente Aluminiumoxid und daneben etwas «letaUiscbes Aluim, Schlacke, die beim Raffinieren oder Wiederaufschmelzen von metallischem Aluminium zugesetzt wird, und Oxide, die sich aus dem Flußmittel bilden. Diese Materialien sind des hidb wirtschaftlich und werden bevorzugt Es ist »och erwünscht, einen synthetischen Harzbinder, einen organischen Binder, wie z. B. tierischen oder pflanzlichen Leim, Stärke oder Dextrin, oder einen anorganischen Binder, wie z. B. Zement, Wasserglas oder Betoßit, zu verwenden, um das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel in Fonnstücke (Briketts, Tabletten oder Pellets) mit einem Durchmesser von 10 bis 50 mm zu formen. Hierzu kann eine Walzenpreßmaschine, eine Granulierungsmaschine oder eine Tablettenherstellungsmaschine verwendet werden. Der organische Binder wird vorzugsweise in einer Menge von 4 bis 12 Gewichtsprozent und der anorganische Binder vorzugsweise in einer Menge von 7 bis 20 Gewichtsprozent verwendet.Materials containing alumina can be used. The aluminum ash is a slag that “I form when metallic aluminum is refined. Alummiunmbscbaum is a floating one Slag that is formed when metallic aluminum minium is melted down again Disadvantage that their composition is not constant, but contain these materials as the main component Aluminum oxide and, next to it, some lethal aluminum, slag that is left over from refining or remelting of metallic aluminum is added, and oxides that are made up the flux. These materials are economical of the hidb and are preferred to it is »It is also desirable to use a synthetic resin binder, an organic binder, such as B. animal or vegetable glue, starch or dextrin, or an inorganic binder, such as. B. cement, water glass or Betoßit, to be used to produce the Slag forming agent in form pieces (briquettes, tablets or pellets) with a diameter from 10 to 50 mm. For this purpose, a roller press machine, a granulating machine or a tablet making machine can be used. The organic binder is preferably used in an amount of 4 to 12 percent by weight and the inorganic binder preferably in an amount from 7 to 20 weight percent used.

Die Erfinoung wird nun durch die folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is now illustrated by the following examples explained in more detail.

In der folgenden Tabelle sind Beispiele für die Verwendung des erfindungsgem Ben Schlackebildungsmittels gezeigt. Zum Vergleich sind auch Daten für die Verwendung eines bekannten Schlackcbildungsmittels beigefügt.The following table are examples of its usage of the invention Ben slag forming agent shown. Data for added the use of a known slagging agent.

Table 1

Zusammensetzung (Gewichtsprozent) und Form desComposition (percent by weight) and shape of the

SchlackebildungsmittelsSlagging agent

4545

ArtArt BB. CC. üblichesusual
Schlackeslag
bildungseducational
mittelmedium Materialmaterial erfindungsinvention
gemäßesaccording to
Schlacko-Slag
bildungsmitleleducational aids DD. AA. 5050 _.._ .. Aluminiumoxidmaterialien
(Ο/Λ Alumina materials
(Ο / Λ —- —- —- \ 'Of
Aluminiumasche (Gehalt
an AI₂O₃ 65%)
(Gehalt an metallischem
Aluminium 15%) \ 'Of
Aluminum ash (content
an AI ₂ O ₃ 65%)
(Content of metallic
Aluminum 15%) 7575 2727 7272 9292 Aluminiumasche (Gehalt
an Al₂O₅ 60%)
(Gehalt an metallischem
Aluminium 24%)Aluminum ash (content
of Al ₂ O ₅ 60%)
(Content of metallic
Aluminum 24%) —- Bauxit (Gehalt an
Al₂O₃ 57%) Bauxite (content of
Al ₂ O ₃ 57%) —- —- 2020th Titan und Titanlegierungen
/O/ \ Titanium and titanium alloys
/ O / \ —- (/o)
Titanmetall (Teilchen
größe 2 bis 6 mm)
fReinheit 99.3%) (/O)
Titanium metal (particle
size 2 to 6 mm)
purity 99.3%) 1010

ArtArt 1515th CC. «bliche«"Usual" erfindungs-inventive Schlacke·Slag· geroäScsgeroäScs bfldungs-flooring Materialmaterial Schlacke-Slag- —- mittelmedium biWtwgsmittelBiWtwgsmittel DD. AA. 88th Titan und Titanlegierungen
/O/ \ Titanium and titanium alloys
/ O / \ —- \ n)
Titanlegierung (Teilchen \ n)
Titanium alloy (particle 2525th —- größe 5 bis 20 ram) size 5 to 20 ram) —- 88th (Titangebalt 87%)(Titanium content 87%) —- Binder (%)Binder (%) 2525th Selbsthärtendes PhenolSelf-hardening phenol harz (Feststoffgehalt 60%;resin (solids content 60%; 88th Methanollösung) Methanol solution) --- —- Portlandzement Portland cement 1515th 2525th Größe der Formstücke (mm)Size of the fittings (mm) 2525th (Briketts)(Briquettes)

Test 1Test 1

Wärmebeständiger Stahl, welcher Chrom enthielt (C 0,4 bis 0,5%, Si 3 bis 3,5%, Mn <0,6%, Cr 7,5 bis 9,5%, P <0,03%, S <0,003%, Fe Rest) wurde in einem 5 t fassenden elektrischen Ofen geschmolzen, worauf dann die erfindungsgemäßen Schlackebildungsmittel (A. B und C), welche die in Tabelle 1 angegebene Zusammensetzung und Form aufwiesen, bzw. das übliche Schlackebildungsmittel (D) zugegeben wurden, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist. Nach der Herstellung des Stahls wurde der Stahl als Strang vergossen.Heat-resistant steel containing chromium (C 0.4 to 0.5%, Si 3 to 3.5%, Mn <0.6%, Cr 7.5 to 9.5%, P <0.03%, S <0.003%, Fe remainder) was in melted in a 5 ton electric furnace, whereupon the slag forming agents according to the invention (A. B and C), which had the composition and shape given in Table 1, and the usual slagging agent (D) as shown in Table 2 were added, respectively. To The steel was cast as a strand in the manufacture of the steel.

Table 2

Ergebnisse bei der Verwendung von
SchilackebildungsmittelnResults when using
Schilack formatives

SchlackebildungsmittelSlagging agents

A (kg) A (kg)

B (kg) B (kg)

C (kg) C (kg)

D (kg) D (kg)

Ausnutzung des zugesetzten Chroms (%)..Utilization of added chromium (%) ..

Nr.No.

1 1

200200

98,398.3

190190

97,897.8

185185

98,998.9

230
91.6230
91.6

Beim Versuch Nr. 4, bei dem das übliche Schlackebildungsmittel (D) verwendet wurde, wurde das Ansatzrohr des Gießtrichters während des Gießens verstopft, weshalb das Gießen abgebrochen werden mußte. Bei den Versuchen 1, 2 und 3, bei denen die Schlackebildungsmittel (A, B und C) verwendet wurden, die gemäß der Erfindung metallisches Titan ent-In experiment No. 4, in which the usual slag forming agent (D) was used, the sprue pipe of the pouring funnel was clogged during pouring, and pouring had to be stopped. In experiments 1, 2 and 3, in which the slag-forming agents (A, B and C) were used which, according to the invention, contain metallic titanium

hielten, konnte ein glattes Gießen ohne Verstopfung des Ansatzrohrs durchgeführt werden. Auch wenn kleinere Mengen Schlackebildungsmittel (A, B und C) gemäß der Erfindung zugesetzt wurden, dann wurde im Vergleich zum üblichen Schlackebildungsmittel,held, smooth pouring could be carried out without clogging the neck pipe. Even if Smaller amounts of slagging agents (A, B and C) according to the invention were then added compared to the usual slag forming agent,

die Ausnutzung des zugesetzten Chroms (s. Tabelle 2) verbessert. Außerdem konnte die Reduktionszeit wegen der raschen Schlackebildung kürzer gehalten werden.the utilization of the added chromium (see Table 2) is improved. In addition, the reduction time could kept shorter because of the rapid formation of slag.

Test 2Test 2

Ό\ψ erßndungsgetnäßen Schlackebildungsmittel (A, B und C) und das herkömmliche Schlackebtldungsmittel (D) (welche die in Tabelle I angegebene Zusammensetzung und Form aufwiesen) sowie Flußspat wurden gemeinsam mit Schrott in einen 1001 fassenden Stahlkonverter eingebracht und in der Üblichen Weise geblasen. Die Resultate sind in Tabelle 3 pzeigt. Bei den Versuchen I und 1 wurde nur Flußspat verwendet. Bei den Versuchen 3 und 4 wurde das übliche Schlackebildungsmittel (D) verwendet. Bei den Versuchen 5 bis IO wurden die erfindungsgemäßen ScnJackijbildungsmittel (A, B und Q verwendet The slag-forming agent (A, B and C) and the conventional slag-forming agent (D) (which had the composition and shape given in Table I) and fluorspar were introduced together with scrap into a 1001 steel converter and blown in the usual way. The results are shown in Table 3. Only fluorspar was used in experiments I and 1. In tests 3 and 4 the usual slag forming agent (D) was used. In experiments 5 to 10, the jacket forming agents according to the invention (A, B and Q were used

Tabelle 3
Ergebnisse bei der Verwendung von SchlackebUdungsmittelnTable 3
Results from the use of slag builders

Menge des Kalksteins (kg/t) ..
Menge des Flußspats (kg/t)Amount of limestone (kg / t) ..
Amount of fluorspar (kg / t)

vorherige Beschickung prior loading

spätere Beschickung later loading

Menge des erfindungsgemäßen
Schlackebildungsmittels (kg/t)Amount of the invention
Slag forming agent (kg / t)

vorherige Beschickungprior loading

A A.

B B.

C C.

Menge des herkömmlichen
Schlackebildungsmittels (kg/t)Amount of conventional
Slag forming agent (kg / t)

vorherige Beschickung
D prior loading
D.

Entphosphorisierungsrate (%).
EntFchwefelungsrate (%) Dephosphorization rate (%).
Desulfurization rate (%)

Nr.No.

60,460.4

3,03.0

89,3 35,2 89.3 35.2

2,0
1,02.0
1.0

1,2
89,5
34,61.2
89.5
34.6

60,560.5

2,0
0,82.0
0.8

1,3
90,4
36,31.3
90.4
36.3

60,360.3

2,0
0,42.0
0.4

1,01.0

90,8
38,190.8
38.1

66th 77th 88th 99 1010 59,859.8 60,560.5 60,260.2 60,560.5 2,02.0 2,02.0 2,02.0 2,02.0 2,02.0 0,30.3 C,2C, 2 0,20.2 0,20.2 0,20.2 1,01.0 —- 1,01.0 1,01.0 —- --- 1,01.0 1,01.0 90,590.5 92,392.3 91,891.8 91,391.3 90,890.8 38,338.3 40,140.1 39.539.5 38,638.6 39,139.1

Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, konnte durch die Verwendung von ungefähr 1 kg/t der erfindungsgemäßen Schlackebildungsmittel (A, B und C) die Flußspatmenge um annähernd 3 kg/t herabgesetzt werden (vgl. mit den Versuchen 1 und 2, wo nur Flußspat verwendet wurde). Dagegen konnte bei Verwendung des üblichen Schlackebildungsmittels (D) (Versuche 3 und 4) die Flußspatmenge nur geringfügig verringert werden. Außerdem konnte die Entphosphorisierungsrate und die Entschwefelungsrate verbessert werden. Auch konnte die Stahlherstellungszeit wegen der raschen Schlackebildungsgeschwindigkeit bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise ver-As can be seen from Table 3, the Use of approximately 1 kg / t of the slag forming agents according to the invention (A, B and C) the The amount of fluorspar can be reduced by approximately 3 kg / t (compare with experiments 1 and 2, where only Fluorspar was used). On the other hand, when using the usual slag forming agent (D) (Trials 3 and 4) the amount of fluorspar can only be reduced slightly. In addition, the rate of dephosphorization and the desulfurization rate can be improved. Also could the steel making time because of the rapid rate of slag formation in the procedure according to the invention,

kürzt werden. Es wurde also festgestellt, daß das erfindungsgemäße Schlackebildungsmittel betrachtliche Vorteile mit sich bringt.be shortened. It has thus been found that the slag forming agent of the present invention is considerable Brings advantages.

Claims

2 208 claims:

1. ScbJackcbiidungsrnittel für die Stahlherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 2 bis 20 Gewichtsprozent metallischem 'Titan mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 20 mm mehr als 30 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 4 bis 20 Gewichtsprozent Binder besteht1. ScbJackcbiidungsrnittel for steel production, characterized in that it of 2 to 20 percent by weight of metallic titanium with a particle size of 0.5 to 20 mm more than 30 weight percent alumina and 4 to 20 weight percent binder

Z Slag-forming device according to Claim 1, characterized in that the metallic titanium is in the form of a titanium alloy which contains more than 80 percent by weight of metallic titanium

3. Scblackebfldungsraittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxid in Form von Tonerdesteinpulver, Bauxitpulver, AIuminiumasche oder Aluminiumabschaum voiüegt3. Scblackebfldungsraittel according to claim 1, characterized in that the aluminum oxide in In the form of alumina powder, bauxite powder, aluminum ash or aluminum scrap

4. Schlackebfldmittel according to claim 1 !, characterized in that a synthetic resin, an animal or vegetable glue, starch or dextrin is used in amounts of 4 to 12 percent by weight as a binder.

5. SchlackebilduDgsmittel according to claim 1, characterized in that cement as a binder, Water glass or betonite is used in amounts of 7 to 20 percent by weight.

6. slag formation agent according to claim 1, characterized in that it is in the form of briquettes, Has tablets or pellets with a diameter of 10 to 50 mm.