DE2314843B1

DE2314843B1 - Verfahren zur Herstellung von vakuumbehandeltem Stahl fuer Schmiedebloecke

Info

Publication number: DE2314843B1
Application number: DE2314843A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1973-03-24
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1974-06-06
Also published as: JPS5222887B2; FR2222438A1; IT1011609B; US3907547A; JPS49127810A; FR2222438B1; AT342633B; ATA237874A; GB1462247A; DE2314843C2

Description

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oxydabel sind. Darauf wird dieses Vormetall schlak- im allgemeinen 0,05 bis 0,50% Kohlenstoff, 0 bis kenfrei in ein konverterähnliches Gefäß umgefüllt^ 2,8 % Chrom, 0 bis 4,0% Nickel, 0 bis 1,5% Molybwelches mit zwei verschiedenen Blaseinrichtungen dän, 0 bis 0,5% Süizium, enthalten. Bevorzugt sind versehen ist, nämlich mit Düsen, die in der Boden- dabei Chromgehalte von 0,5 bis 2,8% und Nickelnähe seitlich durch die Konverterwand hindurch- 5 gehalte von 0,5 bis 4,0%.

gehen und zum Einblasen von regelbaren Gemischen Als Inertgas werden bevorzugt Argon und/oder

von Sauerstoff und Inertgas geeignet sind. Die mit Stickstoff verwendet,

solchen Düsen versehenen Gefäße sind an sich be- .

kannt (vgl. z.B. Union Carbide-Magazine 33, Juni Beispiel

1972, S. 40 bis 45). Außerdem ist das Gefäß mit io (60-t-Schmiedeblock in der Qualität NiCrMoV/So)

einer Aufblaseinrichtung für Sauerstoff versehen. Das In einem LD-Tiegel wurden 70 t Roheisen fol-

schlackenfrei in das Gefäß umgefüllte Vormetall wird gender Analyse verblasen: 4,3% C; 0,91% Si;

zunächst nach Zugabe von Wärmeträgern, wie Koh- 0,65% Mn; 0,140% P; 0,039%S; 0,20% Cr, unter

lenstoff und Ferrosilizium, durch Sauerstoffaufblasen Zusatz von 65 kg/t CaO, 17 kg/t Flußspat, 10 kg/t

auf eine Temperatur von mehr als 1700° C gebracht. 15 Erz, 21 kg/t Nickel und 5 kg/t Ferromolybdän zu

Während des Sauerstoffaufblasens wird durch die einem Vormetall mit folgenden Werten: 0,5% C;

seitlichen Düsen gleichzeitig Gas geblasen, jedoch < 0,01% Si; 0,43% Mn; 0,007% P; 0,024% S;

nur so viel, daß die Blasdüsen vom Vormetall frei- 2,07% Ni; 0,05% Cr; 0,39% Mo, Endtemperatur

gehalten werden. 1645° C. Dieses Vormetall wurde schlackenfrei aus

Bei der Verbrennung von Silizium entstehendes 20 demLD-Tiegel abgestochen und in das zweite konver-

SiO₂ wird zweckmäßig durch Kalk abgebunden. Hat terähnliche Gefäß umgefüllt. Ausgehend von 1580° C

die Schmelze die verlangte hohe Temperatur erreicht, wurde dieses Vormetall dann unter Zusatz von Koks

so wird das Sauerstoff aufblasen eingestellt und auf und Ferrosilizium. als Wärmeträger sowie Kalk, durch

Grund einer Probenahme die Legierungszugabe be- SauerstofEblasen auf 175O⁰C gebracht. Danach wurde

messen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um 25 folgende Analyse erhalten: 0,38% C; 0,31% Si;

leichtoxydierbare Elemente, wie Chrom, Mangan, 0,42% Mn; 2,07% Ni; 0,05% Cr; 0,009% P;

Titan, Vanadin, Tantal, Niob u. dgl. Die Legierungs- 0,019% S; 0,38% Mo. Anschließend wurden 23 kg/t

elemente werden unter verstärktem Einblasen von 75%iges Ferrochrom mit einem C-Gehalt von 6%

Sauerstoff/Inertgas-Gemischen zugegeben und mit unter Einblasen eines Sauerstoff/Argon-Gemisches

dem Bad vermischt. Weiter sollen der Schmelze Re- 30 (Verhältnis 2:1) zugegeben und anschließend nach

duktionsmittel zugegeben werden wie Al, FeSi u. dgl. Zugabe von FeSi und Aluminium Bad und Schlacke

Es werden dem Bad Entschwefelungsmittel zugege- intensiv mit Argon allein durchgeblasen. Nach einer

ben und nunmehr Inertgas allein eingeblasen. Diese Zugabe von 1,5 kg/t Ferrovanadium war die Analyse

Behandlung wird fortgeführt, bis ein Schwefelgehalt vor dem Abstich des Stahles bei einer Temperatur

von unter 0,010%, vorzugsweise unter 0,005%, er- 35 von 1700⁰C: 0,29% C; 0,29% Si; 0,37% Mn;

reicht ist. Hierauf wird der Stahl einer Vakuumbe- 0,008% P; 0,004% S; 2,03% Ni; 1,53% Cr; 0,36%

handlung nach einem der üblichen Verfahren, bevor- Mo; 0,12% Va; 0,004% Al. Der Stahl wurde in

zugt Gießstrahl-Entgasungsverfahren, unterworfen einem Pfanne-zu-Pfanne-Gießstrahl-Entgasungsver-

und danach vergossen. fahren vakuumbehandelt. Temperatur vor der Ent-

Das Roheisen, von dem das Verfahren ausgelit, 40 gasung 1650⁰C, Temperatur nach der Entgasung

enthält vorzugsweise bis 4,3% Kohlenstoff, bis 1,5% 1580° C, jeweils oben in der Pfanne gemessen. Der

Silizium, ibis 1,5% Mangan, 0,10 bis 2,0% Phosphor, Stahl wurde bei Gießstrahttemperaturen von 1540

0,020 bis 0,060% Schwefel, Rest Eisen mit den üb- bis 1550° C im Oberguß zu einem 60-t-Schmiede-

lichen Verunreinigungen. block vergossen. Die Temperatur hätte auch ein Ver-

Die mit dem Verfahren hergestellten Stähle können 45 gießen im Unterguß ermöglicht.

Claims

1 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas Patentansprüche: Argon und/oder Stickstoff verwendet werden.

1. Verfahren zum Herstellen von vakuumbehandeltem Stahl für Schmiedeblöcke hohen 5

Gewichtes und hohen Reinheitsgrades, wie sie für

Rotoren, Turbinenwellen, Induktorwellen und

andere, meist vergütete große Stahlteile verlangt Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum

werden, dadurch gekennzeichnet, daß Herstellen von vakuumbehandeltem Stahl für

Roheisen im Sauerstoff-Aufblasverfahren zu io Schmiedeblöcke hohen Gewichtes und hohen Rein-

einem Vormetall gefrischt wird unter Anwendung heitsgrades, wie sie für Rotoren, Turbinenwellen, In-

von Schlackenarbeit, die Phosphorgehalte von duktorwellen und andere, meist vergütete große

höchstens 0,010% und Kohlenstoffgehalte von Stahlteile verlangt werden.

0,10 bis 1,0% bei Temperaturen nicht über Stähle für die Herstellung von solchen Schmiede-1650° C sicherstellt, und das Vormetall gegebe- 15 blöcken, insbesondere bei Gewichten über 301, sollen nenfalls auflegiert wird, worauf das Vormetall einen möglichst geringen Phosphor- und Schwefelschlackenfrei in ein konverterähnliches Gefäß gehalt haben, um die während der Erstarrung des umgefüllt wird, in das seitlich in der Nähe des gegossenen Blockes unvermeidlich auftretenden Bodens Gemische aus Sauerstoff und Inertgas Phosphor- und Schwefel-Seigerungen weitgehend zu eingeblasen sowie von oben Sauerstoff aufge- ao vermeiden. Werden derartige Stähle mit vorgeschrieblasen werden kann, und das Vormetall unter benen niedrigen Phosphor- und Schwefelwerten im Zugabe von Wärmeträgern, wie Kohlenstoff und Elektroofen erschmolzen, so ist eine umfangreiche Ferrosilizium, durch Sauerstoffaufblasen auf eine Schlackenarbeit im Ofen erforderlich (z. B. die so-Temperatur von mehr als 1700° C gebracht wird, genannte Feinungszeit zur Entfernung des Schwefels), wobei gleichzeitig von unten seitlich im wesent- 25 die einmal die gesamte Chargenzeit erheblich verliehen nur so viel Gas eingeblasen wird, daß die längert und die Wirtschaftlichkeit des Ofens herab-Blasdüsen vom Metall freigehalten werden, daß setzt, zum anderen jedoch auch die feuerfeste Ofenanschließend fehlende Legierungselemente unter ausmauerung stark angreift, da wegen der nachverstärktem Einblasen von Sauerstoff-Inertgas- folgenden Vakuumbehandlung sehr hohe Temperagemischen zugegeben werden, daß danach unter 30 türen, über 1700° C, aufrechterhalten werden müssen. Zugabe von Reduktionsmitteln und Einblasen Wegen dieser hohen Temperatur ist eine Nachentvon Inertgas allein dem Bad schwefelabbindende Schwefelung (etwa in Form einer Perrinierung) in der Stoffe zugegeben werden und die Behandlung Pfanne während des Abstichs wegen der auftretenden fortgeführt wird bis zur Erreichung eines Schwe- Temperaturverluste nicht möglich. Für niedrigste felgehaltes von unter 0,010%, vorzugsweise unter 35 Endschwefelgehalte müssen darüber hinaus schwefel-0,005%, worauf der Stahl einer Vakuumbehand- arme, teure Schrottsorten ausgewählt werden,
lung nach einem der üblichen Verfahren, bevor- Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich hinsichtlich zugt einem Gießstrahl-Entgasungsverfahren, un- niedriger Phosphor- und Schwefelgehalte bei der Erterworfen und danach vergossen wird. Schmelzung derartiger Stähle im SM-Ofen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 40 Die Erzeugung dieser Stähle im LD-Verfahren aus kennzeichnet, daß ein Roheisen vorgefrischt wird Roheisen normaler Zusammensetzung ist möglich, mit bis 4,3% Kohlenstoff, bis 1,5% Silizium, bis jedoch können die Phosphorgehalte nicht mit Sicher-1,5% Mangan, 0,10 bis 2,0% Phosphor, 0,040 heit niedrig gehalten werden. Da nach Zugabe der bis 0,060% Schwefel, Rest Eisen und übliche Hauptlegierungsträger Chrom und Nickel in Form Verunreinigungen. 45 von Ferrolegierungen noch Temperaturen von

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch > 1700° C vor dem Abstich der Schmelze vorhanden gekennzeichnet, daß unter den herrschenden Be- sein müssen, um die während der nachfolgenden dingungen inoxydable Legierungselemente, wie Vakuumbehandlung auftretenden Temperaturverluste Nickel, Molybdän, dem vorzufrischenden Bad zu kompensieren, liegen bei diesen hohen Temperazugeführt werden. 50 türen auf Grund des bekannten Phosphorgleich-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 gewichtes die P-Werte des Stahles sehr hoch und erbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oxydable Le- reichen nicht selten Werte von > 0,040 % P, die für gierungsmittel, wie Chrom, Mangan, Titan, Vana- die Herstellung hochwertiger Schmiedeblöcke untragdium, Tantal, Niob u. dgl., dem Bad nach dem bar sind.

Vorfrischen, Abschlacken und Heißblasen der 55 Die Anmelderin hat sich die Aufgabe gestellt, die

Schmelze auf über 1700° C zugegeben werden. oben geschilderten Nachteile zu überwinden und

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 einen vakuumbehandelten Stahl für Schmiedeblöcke bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Stähle mit mit besonders niedrigen Phosphor- und Schwefel-0,05 bis 0,50% Kohlenstoff, 0 bis 2,8% Chrom, gehalten herzustellen.

0 bis 4% Nickel, 0 bis 1,5% Molybdän, 0 bis 60 Erfindungsgemäß wird ein Roheisen üblicher Zu-

0,5% Silizium, Rest Eisen mit den verlangten sammensetzung, je nach Phosphorgehalt unter ein

niedrigen Gehalten an Verunreinigungen und ge- oder mehreren Schlacken, zu einem Vormetall ver-

gebenenfalls Resten geeigneter Desoxydations- blasen, das einen Kohlenstoffgehalt von 0,10 bis 1%

mittel, hergestellt werden. und einen Phosphorgehalt von weniger als 0,010%

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- 65 enthält bei Temperaturen nicht über 1650° C. Dieses kennzeichnet, daß die Stähle mit 0,5 bis 2,8% Vormetall wird gegebenenfalls auflegiert, bevorzugt Chrom und 0,5 bis 4% Nickel hergestellt werden. mit solchen Legierungselementen, die wie Nickel und

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Molybdän unter den herrschenden Bedingungen in-