DE2322604A1

DE2322604A1 - Verfahren zur beimischung von seltenen erden und deren legierungen zu fluessigem stahl in einem zwischengefaess

Info

Publication number: DE2322604A1
Application number: DE2322604A
Authority: DE
Inventors: Takanori Anzai; Takaho Kawawa; Takayuki Koyano; Hidetaro Nemoto; Eiichi Sakamoto; Hideki Sato
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1973-05-01
Filing date: 1973-05-04
Publication date: 1974-11-07
Also published as: DE2322604C3; US3871870A; DE2322604B2; FR2228111B1; FR2228111A1

Description

p-9148-82

Verfahren zur Beimischung von seltenen Erden und deren Legierungen zu flüssigem Stahl in einem

Zwischengefäß

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Entschwefelungsverfahren, um eine Bildung von in der Mitte befindlichen Schwefeleinschlussen bei einem Gießen von Stählen zu vermeiden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen Beimischung von seltenen Erden oder deren Legierungen als Entschwefelungsmittel zu dem flüssigen Stahl in einem Zwischengefäß während des Gießvorgangs., welches zwischen der Gußpfanne und der Gußform angeordnet ist.

Es ist allgemein bekannt, daß eine wirksame Maßnahme zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Stahlmaterialien, insbesondere der Kerbzähigkeit, darin besteht, den Schwefelanteil des Stahls herabzusetzen. Es wurden bereits verschiedene Vorsehläge gemacht, um den Schwefelgehalt im Stahl herabzusetzen, welche neben einer Entschwefelung während eines Stahlverfeinern durchgeführt wurden:

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a) Zugabe eines Entschwefelungsmittels, während Gase wie N₂ und.Ar eingeblasen werden.

b) Umrühren in dem geschmolzenen Stahl in einem Gefäß, das in Form eines drehbaren Schachtofens (rotary kiln type vessel) vorliegt mit einem Entschwefelungsmittel. '

c) Ausnutzung einer Pumpwirkung,-welche durch die Dreheinrichtung in der Pfanne für das heiße Metall hervorgerufen wird.

d) Schwenken der Schlacke in Foue alt strömen, die von der 'Dreheinrichtung hervorgerufen werden.

e) Erzeugung ,· einer exzentrischen Bewegung für das Gefäß zur Hervorrufung einer Schwenkbewegung des heißen Metalls, sowie Reagieren desselben mit einem Entschwefelungsmittel.

f) Verwendung von Entgasungs einrichtungen zum Zwecke einer Entschwefelung.

Bei diesen Verfahren werden als Entsehwefelungsmittel Calcium,Carbid,wasserfreies. Soda, Kalk,metallisches Magnesium usw. verwendet, und zwar einzeln oder in Kombination miteinander. Von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung wurde eine Reihe verschiedener Experimente durchgeführt, bei denen jedoch gefunden wurde, daß ein Stahl mit niedrigem Schwefelgehalt, der durch die oben erwähnten Verfahren erhalten wird, noch immer durch die Abscheidung des Schwefels und die Gestalt des Sulfids nachteilig beeinflußt ist. Solange S in dem geschmolzenen Stahl als aufgelöster Stoff zurückbleibt, erhöht sich, wie eindeutig aus Figur 1 hervorgeht, seine Konzentration allmählich mit einem Fortschreiten der Erstarrung, und es kommt zu Abscheidungen in Form von MnS unter Dendriten, sowie zu einer Bildung von konzentrierten Einschlüssen in dem verbleibenden geschmolzenen Stahl. Es ist bekannter Stand der Technik, daß die Konzentration der aufgelösten Elemente durch die folgende Formel erhalten wird:

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C: die Konzentration bei der Erstarrungsgeschwindigkeit g

Co: die Konzentration in einer frühen Stufe K₁-.: der effektive Verteilungskoeffizient

Ji

g: die Erstarrungsgeschwindigkeit (0-1) sind. ·

Grundsäztlich ist diese Erscheinung aufgrund der Tatsache unvermeidbar, daß die Löslichkeit des Schwefels in erstarrtem Stahl extrem niedrig ist. Wegen dieses extrem niedrigen Schwefelgehalts ist die genannte Bildung von entsprechend konzentrierten Sulfideinschlüssen, die man oft bei höher schwefelhaltigen Stählen sieht, auch wenn die S-Konzentration insgesamt sehr niedrig ist, noch immer deutlich in dem Mittelteil vorhanden. Wenn eine derartige Platte gewalzt und zu einem Produkt verarbeitet wird, wird seine Kerbschlagfestigkeit, insbesondere die Kerbzähigkeit in transversaler Richtung unvermeidbar schlechter. MnS nimmt eine vergleichsweise runde Gestalt oder die Gestalt von einem eutektischen Kristall während des Gießvorgangs ein, es wird jedoch leicht während des Walzens einer plastischen Verformung unterzogen·. Das erhaltene Produkt wird daher in Walzrichtung über die Maßen verlängert. Diese aus Figur 2 ersichtliche Erscheinung kann nicht einfach dadurch vermieden werden, daß man den S-Anteil im Stahl herabsetzt.

Zur Verbesserung der-Kerbschlagfestigkeit des Stahls ist es notwendig, die folgenden Gesichtspunkte neben einer einfachen Herabsetzung des S-Gehalts im Stahl in Betracht zu ziehen. Zu allererst sollte S in dem geschmolzenen Stahl als MnS zum Zeitpunkt der Erhärtung ausgeschieden sein. Dies bedeutet, daß der S-Gehalt auf irgendeine Weise vor seiner Abscheidung als MnS fixiert wird. Falls es möglich ist, wird keine Konzentration hervorgerufen,und eine Vermeidung von Einschlüssen im endgültigen Erstarrungszustand wird ausgesprochen leicht möglich.

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-K-

Zum zweiten wird es notwendig, das Sulfid in irgendetwas umzuformen, das man im folgenden Verfahrensschritt eines Walzens nicht leicht einer plastischen Verformung unterziehen kann. Hierdurch wird die Vermeidung einer LängsStreckung des MnS sowie eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Kerbzähigkeit, erreicht. Falls es gelingen würde, die verschiedenen oben erwähnten Probleme zu lösen, wäre es nicht mehr notwendig, einen getrennten Entschwefelungsprozeß vorzusehen, und es würde -vielmehr genügen, diesen während des üblichen Gießvorganges durchzuführen. Hierdurch würde dann eine Verbesserung der Produktivität ebenso erhalten wie eine Verminderung der Herstellungskosten. Versuche zur Lösung der oben genannten Probleme während des Gießvorgangs von flüssigem Stahl sind jedoch mit außerordentlichen Schwierigkeiten verbunden, so daß keine wirksamere Einrichtung bisher vorgeschlagen wurde, um diese Schwierigkeiten zu überwinden. Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere im Hinblick auf die Überwindung dieser genannten Schwierigkeiten entwickelt.

Obenstehend war ausgeführt worden, daß mit der vorliegenden Erfindung ein sehr produktives Gießverfahren entwickelt wurde, bei dem eine Entschwefelung während des üblichen Gießens möglich ist, ohne daß ein getrenntes Verfahren für eine Entschwefelung vorgesehen werden muß. Die Besonderheiten der vorliegenden Erfindung beruhen darin, daß ein Entschwefelungsvorgang in einem Zwischengefäß durchgeführt wird, welches zwischen einer Pfanne und einer Gußform angeordnet ist, mittels einer Beimischung von einem seltenen Erdmetall oder einem Mischmetall (misch metal) zu dem in dem genannten Gefäß befindlichen flüssigen Stahl, der von der genannten Pfanne ausfließt und anschließend in die genannte Gußform weiterfließt.

Mit der vorliegenden Erfindung ist somit ein Entschwefelungsverfahren in Vorschlag gebracht, mit dem es möglich ist, im Stahl aufgelösten Schwefel vor der Abscheidung von gewöhnlichem MnS zu fixieren* Hierdurch wird die Bildung von S-Zentrums-

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Einschlüssen vermieden.

Mit der vorliegenden Erfindung gelingt es ferner, ein Entschwefelungsverfahren in Vorschlag zu bringen, bei dem die Kerbschlagfestigkeit in transversaler Richtung von einem gewalzten Stahl verbessert wird.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen näher ersichtlich.

Figur 1 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Art, wie sich eine Konzentration des aufgelösten Elements S ergibt.

Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung, aus der das Verhältnis zwischen dem S-Anteil im Stahl und seine Kerbzähigkeit ersichtlich ist,"

Figur 3 zeigt eine diagrammartige Ansicht von einem Beispiel der vorliegenden Erfindung. ·

Figur 4 zeigt eine graphische Darstellung, in der verglichene Änderungen der Charpy-Kerbzähigkeit gegenüber Ce/S gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.

Das Entschwefelungsmittel bei der vorliegenden Erfindung zielt nicht lediglich auf eine Entschwefelung ab, es spielt vielmehr eine wichtige Rolle bei der Fixierung des S-Gehalts im Stahl, bevor der S-Gehalt als MnS abgeschieden wird. Das bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende seltene Erdmetall kann geeignet aus Lanthan (La), Cer (Ce), Praseodym (Pr), Neodym (Nd) und anderen gewählt werden. Das gleiche gilt auch für deren Legierungen, d.h. Mischmetall. Wie bereits bekannt .ist, haben diese seltenen Erden eine extrem große Affinität zu Sauerstoff, so daß daher eine außerordentlich große Vorsicht in deren Verwendung notwendig ist, wobei diese Vorsicht sich gegenüber derjenigen unterscheidet, die bei üblicherweise verwendeten und -bekannten Entsehwefelungsraitteln wie Calcium anzuwenden ist. So ist es beispielsweise möglich, eine Eisenröhre

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mit den genannten seltenen Erdmetallen zu füllen und die Stahlröhre in der Gußform zu fixieren, welche allmählich durch ein Blasen an dem Boden in einem gewöhnlichen Blockherstellungsverfahren aufgelöst werden kann.. Ein derartiges Verfahren ist jedoch ersichtlich für den erwünschten praktischen Zweck nicht durchzuführen wegen der extrem starken Affinität zu Sauerstoff» Es müssen daher optimale Bedingungen für den Platz geschaffen werden, wo die Zugabe durchgeführt wird, wobei die Gestalt des "s'eltenen " Erdmetalls sowie die Beimischgeschwindigkeit spezifisch gegeben sein sollten.

In der vorliegenden Erfindung werden -die seltenen Erden im flüssigen Stahl in einem Zwischengefäß zum Ausgießen aus der Pfanne in eine Gußform beigemischt. Der Grund hierfür liegt darin, daß die höchste Ausbeute der Additiva und der reinste .Stahl erhalten werden, sowie in der Tatsache, daß eine Steuerung der Menge der Additiva hierbei sehr einfach ist. Wenn beispielsweise die genannten seltenen Erden der Pfanne zugegeben werden sollten, reagieren sie unvermeidbar mit der in der Pfanne befindlichen Schlacke entweder vor oder nach dem Ausgießen. Es wird daher eine Erniedrigung der genannten Ausbeute, welche durch die Oxydation hervorgerufen wird, ebenfalls unvermeidbar. Wenn die genannten seltenen Erden als Zusatz zu der feuerfesten Auskleidung in der Pfanne verwendet sind, tritt eine unerwünschte Reaktion ebenfalls auf, da der Gießvorgang eine verhältnismäßig lange Zeitdauer benötigt, unabhängig davon, ob ein gewöhnliches oder ein kontinuierliches Gießen erfolgt. Es hat somit keinen Sinn, die seltenen Erden der Pfanne zuzugeben. Bei der Untersuchung von ihrer Zugabe zu der Guß form bestätigte sich, daß eine äußerst unerwünschte Beeinflussung des Stahls besteht. Dies beruht auf der Anwesenheit von Deckmittel - (covering agent) auf der Badoberfläche, welche mit der Zugabe der seltenen Erden reagiert, was wiederum die Reinheit der Oberflächenschicht von Gußstücken verschlechtert. Selbst wenn die Oxydation eines zugegebenen seltenen Erdmetalls vermieden werden kann, besteht das Bestreben, daß sich Sulfid mit einem seltenen Erdmetall an der Oberflächenschicht ansammelt. Da

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derartige Sulfide eine höhere Dichte (6 bis 7 g/cnP) im Vergleich zu anderen nichtmetallischen Einschlüssen hafcen, ist ihre Fähigkeit, in der Gußform zu schwimmen und sich abzuscheiden, äußerst gering Hierdurch wird eine Verschlechterung der Reinheit von Platten und Materialien bewirkt. Dieser Nachteil ist zu groß, als daß er durch die erhöhte Ausbeute des Zusatzes ausgeglichen werden kann. Es gibt somit keinen Grund, .um eine derartige Zugabe der Gußform als einen Schritt der vorliegenden Erfindung zu entnehmen.

Beimischung

DieY" des seltenen Erdmetalls erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung zu dem Gefäß. Die Konzentration von C, P und S bei dem endgültigen Erstarrungszustand hängt allgemein gesprochen von dem Verhalten der aufgelösten Elemente ab. So entsteht . speziell eine konzentrierte Einschlußbildung von S, das einen kleinen Verteilungskoeffizienten aufweist> in dem mittleren Teil, was die oben erwähnte Verschlechterung des Materials hervorruft. Es wird daher notwendig, optimale Bedingungen für den Zusatz der seltenen Erden zu dem Gefäß in Vorschlag zu bringen, damit man eine Lösung der erwünschten Aufgabe erhält. .

Flüssiger Stahl, der in das Gefäß gegossen werden soll, dem das seltene Erdmetall zugegeben wird, sollte vollständig desoxydiert sein. Falls irgendwelcher freie Sauerstoff in dem flüssigen Stahl zurückbleiben würde, ergäben sich beispielsweise die folgenden Reaktionen:

Ce + 0 > CeO₂ oder Ce₂O,

La + 0

Eine Zugabe von einem seltenen Erdmetall würde somit vergeudet und die Ausbeute des Entschwefelungsmittels verringern. Aus den gleichen Gründen sollten die zuzugebenden seltenen Erden vollständig abgedichtet sein, bis sie in den genannten flüssigen geschmolzenen Stahl eintreten. Dies läßt sich leicht erreichen, was im folgenden noch beschrieben werden soll, wenn Inertgas-

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verwendende Immersionsdüsen verwendet werden. Das auf diese V/eise zuzugebende seltene Erdmetall sollte vorzugsweise in Form eines Drahtes vorliegen. Selbstverständlich steht zu erwarten, daß eine ausreichende Wirkung auch dann erzielt wird, wenn die seltenen Erden in Form von Teilchen oder gediegen(raass) vorliegen. In einem derartigen Falle ist .es notwendig, um das seltene Erdmetall tief in den flüssigen Stahl des genannten Zwischengefäßes einzuführen, eine bestimmte Gestalt, Größe sowie Anfangsgeschwindigkeit zu haben. Wenn die seltenen Erden in Pulverform vorliegen, wird es schwierig, diese tief in den flüssigen Stahl einzuführen. Die von den ^Erfindem der vorliegenden Anmeldung durchgeführten Versuche ergaben, daß ein Durchmesser von wenigstens 2 mm oder mehr, sei es in Draht-, Körnchen- oder gediegener Form,eingehalten werden muß, um diese physikalisch in den flüssigen Stahl mit einer Geschwindigkeit einzuführen, die oberhalb eines bestimmten Wertes liegt. Der Durchmesser von wenigstens 2 mm stellt die minimale zu verwendende Größe bei der vorliegenden Erfindung dar, wobei jedoch jede Größe oberhalb dieses Wertes in Abhängigkeit von dem kontinuierlich zuzuführenden Draht ausgewählt werden kann entsprechend der Gießgeschwindigkeit. Der bestimmende Faktor hierbei ist die Menge, welche kontinuierlich zugeführt werden soll. Grundsätzlich gesprochen hängt diese Menge natürlich von dem S-Gehalt des flüssigen Stahls ab. Es sind jedoch verschiedene Arten von Vorkehrungen bei dem kontinuierlichen Gießprozeß notwendig, wenn eine Charge von geschmolzenem Stahl kontinuierlich gegossen und als Platte mit vorbestimmten Bedingungen gezogen wird, d.h. wie man es im bekannten kontinuierlichen Gießverfahren kennt. Dies bedeutet, daß es notwendig wird, die geeignetste Zugabegeschwindigkeit entsprechend der Gießgeschwindigkeit zu wählen. Wenn die genannte kontinuierlich zuzugebende Menge für die Gießgeschwindigkeit des flüssigen Stahls nicht geeignet ist, werden die verschiedenen oben erwähnten Nachteile unvermeidbar. Die Menge kann jedoch leicht aus der Gießgeschwindigkeit des flüssigen Stahls bestimmt werden, welche der Ziehgeschwindigkeit der Platte in einem bekannten kontinuierlichen Gießverfahren entspricht.

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Figur J5 zeigt ein Beispiel von einer Ausführungsform des oben beschriebenen erfindungsgernäßen Verfahrens, bei dem der erfin dungsgemäße Grundgedanke in der Anordnung eines Zwischengefäßes zwischen der Pfanne und der Form liegt. Zuerst wird der von einem Läuterofen abgezogene flüssige Stahl durch Al, Si und Mn in der Pfanne 1 desoxydiert. Es empfiehlt sich, daß ein Inertgas wie Np, Ar und ähnliches durch eine in der Abbildung nicht gezeigten Düse hindurchgeblasen wird, die aus porösen Steinen oder ähnlichem besteht und in dem Bodenteil der genannten Pfanne für die Herstellung von sauberem geschmolzenen Stahl bei eine* gleichförmigenTemperatur dieses Stahls vorgesehen ist. Dieser flüssige Stahl wird anschließend in einen Trichter 2 gegossen. Durch eine Vorrichtung 4 wird verhindert, daß ein derartiger Gießstahl durch die Luft oxydiert wird. Eine Deckschicht auf der Oberfläche des Bads wird durch für den in dem genannten Behälter befindlichen Stahl zum gleichen Zwecke verwendet, sowie ferner, um die Temperatur hoch zu halten. Das Bezugszeichen IJ> bezeichnet eine Immers ions düse für diesen Zweck. Das genannte Bedeckungsmittel 14 wird auch auf der Badoberfläche in der Gießform 3 verwendet. Der auf diese Weise vollständig desoxydierte, gereinigte und auf eine gleichförmige Temperatur gebrachte Stahl kommt nicht mehr mit der Amosphäre in Berührung. Dies ist der Grund, warum eine Zugabe von einem seltenen Erdmetall oder Mischmetall die höchste Wirkung bringt. Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten seltenen Erden werden ebenfalls vollständig daran gehindert, mit der Atmosphäre in Berührung zu kommen. Ein Beispiel» um dies zu erreichen, ist im folgenden beschrieben. Das Bezugszeichen 9 kennzeichnet eine Haube, 10 einen Zufüimmgsring für

und *' ' ■

Inertgas auf der Haubeγΐΐ eine feuerfeste Röhre, welche in dem flüssigen Stahl im Behälter 2 eintaucht. Es besteht daher -keine Möglichkeit, daß ein zuzugebendes seltenes Erdmetall durch Luft oxydiert wird. Die Bezugszeichen 5 bis 8 geben beispielshalber ein Zuführungsgerät an, das für die Zufuhr des genannten seltenen Erdmetalls in Form eines Drahtes verwendet werden kann. Hierbei stellt insbesondere 5 eine Drahtzuführungseinrichtung," 6 eine Rolle für diesen Draht, "J den abgewickelten

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Draht und 8 die Führungsröhre für diesen Draht dar. Das Zuführungsgerät für die Zufuhr des genannten seltenen Erdmetalls in einer körnchenartigen oder einer massiven Form ist in den Zeichnungen nicht im einzelnen dargestellt.. Eine derartige Vorrichtung kann jedoch in einfacher Weise und ähnlich wie die obige Vorrichtung ausgebildet werden. Der flüssige Stahl wird auf diese Weise wirkungsvoll entschwefelt, ohne daß er durch Luft verunreinigt wird und kann kontinuierlich zu einem Produkt fertig verarbeitet werden. Aus Obigem versteht man ohne weiteres, daß es keine Faktoren gleich welcher Art gibt, welche die Produktivität auf irgendeine Weise -hemmen könnten.

Die oben erwähnte Kombination, d.h. eine Pfanne, ein Zwischengefäß und eine Gießform, läßt sich äußerst wirkungsvoll für den bekannten kontinuierlichen Gießprozeß in die Praxis umsetzen. In einem derartigen Falle wird das genannte Zwischengefäß als ein Trichter in diesem Verfahren verwendet.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergegeben, bei der das oben genannte kontinuierliche Gießverfahren angewandt ist.

Herstellungsbedingungen:

Verwendeter Stahlschmelzofen: 100 t LD/Konverter

Desoxydationsmittel: Al, Si, Mn

Zusammensetzung des flüssigen Stahls (aus dem Gießstrahl

entnommen)

0,12 % C, 0,22 % Si, 0,69 # Mn, 0,024 % P, 0,012 # S, 0,038 # lösb. Al -

Behandlung in der Pfanne:

Herstellung von reinem flüssigen Metall und eine gleichförmige Temperatur werden dadurch erreicht, daß Ng-Gas durch poröse Mauersteine am Boden der Pfanne eingeblasen wird.

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Entschwefelungsverfahren:

Verwendetes Gerät: wie in Figur 4 gezeigt Verwandete seltene Erden: Miscnmetall aus Ce 45 %>, La 30 %,

Nd 15 % und anderen Bedingungen bei der Zugabe: Ein Draht von 4 mm Durchmesser

wird kontinuierlich dem Trichter mit einer Geschwindigkeit von -0,10 m/sec. bei einem Verhältnis von 0,03 % pro Tonne flüssigen Stahl zugeführt

Gießgeschwindigkeit: Kontinuierliches Gießen mit einer

Geschwindigkeit von 1^4 t/min.

Erzielte Wirkungen durch das Gießverfahren: Entschwefelungswirkung: Der genannte Schwefelanteil von

0,012 %> wurde auf 0,008 % herabge- ' set'zt und Einschlüsse im Stahl traten nicht auf.

Kerbzähigkeit: Figur 4 zeigt die Kerbzähigkeit im Vergleich

zu den Werten, die man erhält, wenn keine Entschwefelung mit seltenen Erden durchgeführt ist.

Bei der Durchsicht des oben erwähnten Versuchs im Betriebsmaßstab ergibt sich, daß eine nichtgezeigte Baumannsche Schwefelprobe das Verschwinden von S-Einschlussen aufzeigt, welche in dem mittleren Teil einer Platte zu sehen waren, und daß die Entschwefelung in einer ausgezeichneten Weise durchgeführt wurde.

Dies zeigt ferner, daß die Zugabe von Mischmetall denC-Gehalt .in den Stahl als Sulfid von zugegebenen seltenen Erden bindet und daß kein Raum für eine Abscheidung als MnS bleibt. Während der. Erhärtungsstufe tritt daher keine Konzentrierung noch eine Bildung von Einschlüssen auf. Eine derartige Situation beeinflußt, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, die Kerbschlag-"estigkeit in positiver Weise. Figur 4 zeigt eine graphische

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Darstellung, bei der das Verhältnis Ce/S in dem oben genannten industriellen Maßstab durchgeführten Experimenten geändert wurde, wobei die hiervon herrührende Beeinflussung der Kerbschlagfestigkeit in einer Kurve dargestellt ist. Die Ergebnisse von einem 2/3 V Nocken-Charpy-Test, der bei 0⁰C auf einer 9 mm dicken Platte durchgeführt wurde, sind hierbei gezeigt. Aus dieser graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß auf- ^: grund der Zugabe des genannten seltenen Erdmetalls ein bemer- ^; kenswerter Unterschied in Walzrichtung hervorgerufen wird, daß .jedoch der Wert für' die Kerbzähigkeit in Querrichtung bemerkenswert bis zu einem Maße verbessert wird, wo das Verhältnis von Ce/S seinen Maximalwert bei ungefähr 1,5 (1,2 - 2,0) aufweist. Eine derart bemerkenswerte Verbesserung beruht auf keinem anderen Grund, als daß der Schwefelgehalt in dem Stahl ein Sulfid mit CeS, LaS oder als Mischsulfid (compound sulfide) von diesem oder als Oxydsulfid gebunden ist. Est-ritt daher keine Streckung in Längsrichtung bei der Durchführung des Walzvorgangs auf, wie in dem Fall des MnS, und es läßt sich eine Regelung der Gestalt wirkungsvoll durchführen. Die Sulfide der seltenen Erden übertrafen somit alle Erwartungen und vermieden vollständig alle Nachteile, die von den Sulfiden nach dem Stand der Technik hervorgerufen worden waren. .

In dem oben beschriebenen Experiment wurde ein Draht mit 4 mm Dicke bei einem Verhältnis von 0,03 $/t flüssigen Stahl kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 0,10 m/sec. im Vergleich zu einer Gießgeschv/indigkeit von 1,24 t/min., zugsgeben. Dies ist ein Beispiel von einer kontinuierlichen Zusatzgeschwindigkeit, welche der oben erwähnten Gießgeschwindigkeit entspricht. Eine Vielzahl von Änderungen des Schwefelgehalts in der Pfanne, des Drahtdurchmessers und der Zusatzgeschwindigkeit können entsprechend einer Gießgeschwindigkeit vorbestimmt werden, wobei die vorliegende Erfindung selbstverständlich alle diese Variationen umfaßt.

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Gemäß einem anderen, von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung durchgeführten Experiment wurde festgestellt, daß ein derartiger Draht, wie er oben verwendet wurde, nicht wirksam tief in den flüssigen Stahl eingeführt werden kann, wenn die Zuführungsgeschwindigkeit unterhalb von 0,05 m/sec. liegt. Eine Verwendung der seltenen Erden oder des Mischmetalls bei der vorliegenden Erfindung sollte daher, falls eine Anwendung _in Drahtform erfolgt, den folgenden Bedingungen genügen:

Durchmesser: über 2 mm Zuführungsgeschwindigkeit: über 0,05 m/sec.

Weiterhin wurde von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung ein mit Ultraschall durchgeführter Versuch zur Feststellung von Gußschäden durchgeführt, um die Reinheit des Stahles festzustellen. Dieser Versuch bestätigte, daß in dem Stahl, bei dem eine Zugabe von seltenem Erdmetall erfolgt ist und in dem keine derartige Zugabe durchgeführt wurde, keine Unterschiede in den fehleranzeigenden Echos bestehen. Dies erklärt, däßkeine Verschlechterung der Reinheit des Stahls durch die Zugabe der ' seltenen Erden oder des Mischmetalls bewirkt wird.

Wenn somit seltene Erden oder Mischmetalle dem flüssigen Stahl in einem Zwischengefäß zugegeben werden, d dazu dient, um den flüssigen Stahl von einer Pfanne in eine Form zu gießen, erhält dieser Stahl eine hervorragende Kerbschlagfestigkeit, während gewöhnliches, im Stahl befindliches Sulfid, d.h. MnS, diese Kerbschlagfesbigl-ceit in transversaler Richtung verschlechtert, da eine Streckung in Walzrichtung des Stahles erfolgt, wenn dieser gewalzt wird. Das angegebene Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Zugabe von seltenen Erden oder deren Legierungen in einem Zwischengefäß.

Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Ver-fahren auch sehr wirkungsvoll auf andere Gießverfahren anzuwenden. So ist beispielsweise das bekannte steigende Gießverfahren eine Ausführungsform, bei der die Gießform aus der Kombination, welche eine

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Pfanne, ein Zwischengefäß und eine Gießform enthält, durch eine Gießröhre ersetzt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche Beimischung von seltenen Erden oder deren Legierungen zu flüssigem Stahl in einem Zwischengefäß, das zwischen einer Pfanne und einer Gußform .angeordnet ist, wobei die seltenen ; Erden öderen deren Legierungen als drahtförmiges, körnchen- -förmiges oder gediegenes Material mit einem Durchmesser von wenigetens 2 mm ausgebildet sind und wobei die Zufuhr in den genannten Stahl erfolgt, der in der genannten Pfanne vollständig desoxydiert ist,und eine Zugabegeschwindigkeit eingehalten wird, welche einer Gießgeschwindigkeit in die Gießform entspricht.

2. Entschwefelungsverfahren für flüssigen Stahl in einem Zwischengefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß durch einen Trichter eines kontinuierlichen Gießverfahrens ersetzt ist. ;

J>. Verfahren zur Entschwefelung von flüssigem Stahl in einem Zwischengefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform durch eine Gießröhre von einem-steigenden Gießverfahren ersetzt ist.

4. Verfahren zur Entschwefelung von flüssigem Stahl in einem Zwischengefäß, das zwischen einer Pfanne und einer Gießform angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Beimischung von seltenen Erden oder deren Legierungen, welche als Zufuhr eines Drahtes miteinem Durchmesser von wenigstens 2,ο mm in den genannten Stahl erfolgt, der in der genannten Pfanne vollständig desoxydiert ist, wobei eine Zufuhrgeschwindigkeit von wenigstens 0,05 rn/sec. eingehalten wird.

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