DE2237498B2 - Verfahren zum Aufsticken von Stahlschmelzen - Google Patents
Verfahren zum Aufsticken von StahlschmelzenInfo
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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)
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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