DE2237498B2 - Verfahren zum Aufsticken von Stahlschmelzen - Google Patents

Verfahren zum Aufsticken von Stahlschmelzen

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DE2237498B2
DE2237498B2 DE19722237498 DE2237498A DE2237498B2 DE 2237498 B2 DE2237498 B2 DE 2237498B2 DE 19722237498 DE19722237498 DE 19722237498 DE 2237498 A DE2237498 A DE 2237498A DE 2237498 B2 DE2237498 B2 DE 2237498B2
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DE
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oxygen
nitrogen
steel
blowing
molten steel
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Klaus Dr.-Ing. Fabian
Gustav Dr.-Ing. Mahn
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Stahlwerke Pein Salzgitter AG
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Stahlwerke Pein Salzgitter AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/32Blowing from above
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072Treatment with gases

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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

lyse beträgt für alterungsbeständige Feinblechgüten kommt, wo infolge der Reaktion des Sauerstoffes mit
0,003 bis 0,005%, für Feinkornbaustähle 0,006 bis 55 der Stahlschmelze äußerst hohe Temperaturen herr-
0,010% und für Feinkornbaustähle mit einem er- sehen und sich infolge der strömungsmechanischen
höhten Gehalt an stickstoffabbindenden Elementen Auswirkungen des Blasstrahles keine den Stoffumsatz
— z. B. Vanadin — 0,010 %. behindernden Oxidfilme ausbilden können. Der Stoff-
Beim Frischen von Stahl mit reinem Sauerstoff umsatz an Stickstoff liegt, wie festgestellt werden
oder mit Sauerstoff angereicherten Gasen wird nach 60 konnte, etwa in der gleichen Größenordnung wie der
herrschender Auffassung (OE-PS 181 865) ein Stahl des Sauerstoffs.
mit verhältnismäßig geringen Stickstoffgehalten er- Vorzugsweise wird während des Beimischens des
zielt. Der dabei erzielte Stickstoffgehalt schwankt Stickstoffgases (N2) der Abstand zwischen der Blas-
nach dieser Auffassung in den Grenzen zwischen mündung der Blaslanze und der Badeoberfläche ver-
Spuren und 0,008% und hat beim Frischen mit tech- 65 kleinert. Bei dieser Verfahrensweise haben sich die
nisch reinem Sauerstoff sein Häufigkeitsmaximum besten Ergebnisse erzielen lassen,
zwischen 0,003 und 0,004%. Das Beimischen des Stickstoffgases (N2) erfolgt
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver- zweckmäßig in oder vor der Blaslanze.
Im folgenden wird das Verfahren gemäß der Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert:
Bei der Stahlherstellung im LD-Verfahren wurde bei mehreren Schmelzen der Reinheitsgrad des Sauerstoffes während der letzten Minuten des Blasprozesses von 99,6 auf 94,6 °/o durch Zumischen von Stickstoffgas erniedrigt. Ablaufdiagramme zweier typischer Chargen sind in den F i g. 1 und 2 dargestellt. Aus diesen Diagrammen gehen die eingesetzten Mengen an Roheisen, Schrott und CaF2, die Zeiten und Mengen der Sauerstoffzufuhr, Stickstoffzufuhr, Erzzuschläge und Kalkzuschläge sowie die während der einzelnen Zeitabschnitte verwendeten Lanzenabstände hervor. Die Zeiten und Mengen sowie die Aufstickungsergebnisse von sieben verschiedenen Schmelzen sind in der Tabelle I zusammengestellt, die Angaben über die Art der jeweils verwendeten Lanzen, die Gesamtblaszeit, die Blaszeit mit N2-Zusatz, die pro Zeiteinheit zugesetzten Stickstoffmengen, die insgesamt zugesetzten Stickstoffmengen, den Reinheitsgrad des Sauerstoffes während des Znmischens von N„ den Stickstoffgehalt im eingesetzten Roheisen und den Stickstoffgehalt im aufgestickten Stahl enthält. Wie aus den letzten beiden Spalten der Tabelle ersichtlich ist, erfolgt beim Verfahren gemäß der Erfindung eine beträchtliche Aufstickung des Stahls.
Weiterhin wurde in Versuchen die Abhängigkeit des Stickstoffendgehaltes von der Blaszeit mit stickstoffhaltigem Sauerstoff vor Blasende sowie vom Stickstoffgehalt des vor Blasende verwendeten Sauerstoff-Stickstoffgemisches ermittelt. Das Ergebnis dieser Versuche ist in F i g. 3 grafisch dargestellt. Wie aus den beiden in F i g. 3 dargestellten Kurven hervorgeht, nimmt der Stickstoffendgehalt über die Blasezeit mit stickstoffhaltigem Sauerstoff vor Blasende stetig zu, wobei die Kurven mit zunehmender Blasezeit allmählich abflachen, was auf eine Annäherimg an ein Sättigungsgleichgewicht schließen läßt. Erwartungsgemäß nimmt der Stickstoffendgehalt auch mit steigendem Stickstoffgehalt in dem gegen Blasende verwendeten Gemisch zu. Die Streuung der Werte des Stickstoffendgehaltes liegt beim Verfahren gemäß der Erfindung etwa bei 0,001 °/o, so daß eine gezielte Einstellung des Stickstoffendgehaltes mit hinreichender Genauigkeit möglich ist.
Schmelze
Nr.
Lanze Blaszeit
gesamt
(min)
Blaszeit
mit N2-Zusatz
(min)
Menge N2
(NmVmin)
Menge N2
gesamt
(Nm3)
"VoO2
während
des
Zumischens
"Vo N
in
Roheisen
VoN
in Stahl
(Pfannen
probe)
1
2
3
4
5
6
7
3-Loch-
3-Loch-
3-Loch-
6-Loch-
6-Loch-
6-Loch-
6-Loch-
20,8
18,3
19,4
16,8
18,1
18,1
17,5
5,8
4,3
5,2
4,8
7,2
6,2
4,7
27
27
13
10
10
10
10
157
116
68
48
72
62
47
94,6
94,6
97,2
97,8
97,8
97,8
97,8
0,0041
0,0034
0,0021
0,0023
0,0023
0,0028
0,0019
0,0076
0,0067
0,0058
0,0051
0,0049
0,0063
0,0047
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 fahren zum Aufsticken von Stahlschmelzen bei der υ t. -U «iti.hihprqtellunff im Sauerstoffaufblasverfahren zu Patentansprüche: ^n das'LTezielte Einstellung des Stickstoff-
1. Verfahren zum Aufsticken von Stahlschmel- endgehaltes der Stahlschmelze^f^^f
zen bei der StahlbersteUung im Sauerstoffaufblas- 5 keit zuläßt und bei dem ^^
verfahren, insbesondere für beruhigte Tiefzieh- lungsaggregate noch zusatzliche
guten und Feinkornbaustähle, bei denen zum benötigt werden.
Blasen reinster Sauerstoff verwendet wird, da- Bei dem in einem Blasst*^J^£
durch gekennzeichnet, daß dem beim gungsprogramm, das mit einem laufende η Wechsel
Blasen verwendeten Sauerstoff während des letz- io zwischen unberuhigten und beruhigten Qua itaten
ten Drittels des Blasprozesses 2 bis 6% Stick- verbunden ist, müßte die Sauerstoffanlage fur die
stoffgas (N2) beigemischt wird. unberuhigten Qualitäten Sauerstoff mit hohem Rein-
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- heitsgrad und für die beruhigten Qualitäten Sauerkennzeichnet, daß während des Beimischens des stoff mit niedrigerem Reinheitsgrad erzeugen. Bei je-Stickstoffgases (N2) der Abstand zwischen der 15 dem Wechsel wäre also eine aufwendige Umstelhang Blasmündung der Blaslanze und der Badober- der Sauerstoffanlage erforderlich Aufgabe der Erfinfläche verkleinert wird. dung ist es weiterhin, das Verfahren zum genau ge-
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, ziehen Aufsticken der Stahlschmelze unter Verwendadurch gekennzeichnet, daß das Beimischen des dung einer Sauerstoffanlage durchzufuhren, die stan-Stickstoffgases (N,) in der Blaslanze erfolgt. 20 dig reinsten Sauerstoff liefert.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum dadurch gekennzeichnet, daß das Beimischen des Aufsticken von Stahlschmelzen bei der Stanlnerstel-Stickstoffgases (N2) vor der Blaslanze erfolgt. lung im Sauerstoffaufblasverfahren insbesondere fur
beruhigte Tiefziehgüten und Feinkornbaustahle, bei a5 denen zum Blasen reinster Sauerstoff verwendet wird, wobei sich dieses Verfahren dadurch kennzeichnet, daß dem beim Blasen verwendeten Sauerstoff während des letzten Drittels des Blasprozesses 2 bis 6°/o Stickstoffgas (N,) beigemischt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufstik- 30 Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vor-
ken von Stahlschmelzen bei der Stahlerzeugung im teil, daß außer einem Druckbehälter für das Stick-
Sauerstoffaufblasverfahren, insbesondere für beru- stoffgas und den zugehörigen Zumischarmaturen
higte Tiefziehgüten und Feinkornbaustähle, bei denen keine zusätzlichen Behandlungsaggregate benötigt
zum Blasen reinster Sauerstoff verwendet wird. Der werden. Infolgedessen entfallen auch jedwede Um-
bei diesem Verfahren zum Blasen verwendete Sauer- 35 rüstungsarbeiten, wenn in einem Konverter nachein-
stoff enthält etwa 99,5% O9 und etwa 0,5 VoN2 ein- ander Chargen mit und ohne Aufstickung gefahren
schließlich Edelgase. " werden sollen. Da das Aufsticken während des Frisch-
Es ist bekannt, daß der Stickstoffgehalt eines Stah- prozesses gegen Ende desselben erfolgt, sind zusätzles Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften hat, liehe Behandlungszeiten ebenfalls nicht erforderlich, und zwar insbesondere auf die Duktilität und die Zug- 40 Wie festgestellt werden konnte, verläuft der Stofffestigkeit des Stahles. Dies ist darauf zurückzufüh- umsatz an Stickstoff nach einer stetigen Funktion in ren, daß bei Anwesenheit von Stickstoff in der Stahl- Abhängigkeit von der zugemischten Stickstoffmenge grundmasse schwerlösliche Metallnitride in feinver- und der Zumischzeit, so daß durch eine entsprechende teilter Form ausgeschieden werden, die als Kristalli- Veränderung der zugemischten Stickstoffmenge sationskeime wirken, so daß der Stahl eine besonders 45 und/oder der Zumischzeit eine gezielte Einstellung feinkörnige Kristallstruktur erhält. Als Metallnitride des gewünschten Stickstoffendgehaltes möglich ist. kommen beispielsweise die Nitride der Metalle Alu- Der Stoffumsatz an Stickstoff ist beim Verfahren geminium, Beryllium, Niob, Titan, Zirkonium oder maß der Erfindung überraschenderweise äußerst Vanadium in Frage. Diese Metalle sind entweder hoch. Dies ist, wie entsprechende Untersuchungen bereits im eingesetzten Roheisen vorhanden oder so ergeben haben, mit größter Wahrscheinlichkeit darauf werden erforderlichenfalls der Stahlschmelze zule- zurückzuführen, daß beim Verfahren gemäß der Ergiert, findung der Stickstoff im Bereich des Brennfleckes
Der anzustrebende Stickstoffgehalt in der Endana- mit der Oberfläche der Stahlschmelze in Berührung
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IT2701773A IT992669B (it) 1972-07-31 1973-07-25 Procedimento per nitrurare masse di acciaio fuso
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BE802933A (fr) 1973-11-16

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