DE2341238A1

DE2341238A1 - Herstellung niedriggekohlter ferro- chrom-legierungen

Info

Publication number: DE2341238A1
Application number: DE19732341238
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Borowski; Dietrich Dr Ing Radke; Guenther Dr Ing Siebert
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE2341238B2

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG IN ESSEN

Herstellung niedriggekohlter Ferro-Chrom-Legierungen nach dem Verfahren

des Patentes

(Patentanmeldung P 21 00 115-0 vom 2.1.1971)

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung

des Verfahrens nach dem Patent

(Patentanmeldung P 21 00 115.0). Das Verfahren des Hauptpatentes bezieht sich auf die Erzeugung eines hochchromlegierten Stahls aus einer mit Sauerstoff gefrischten Schmelze und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Frischen unter Zugabe von die Bildung einer festen Schlacke bewirkenden Zuschlagstoffen in der Weise erfolgt, daß eine nahezu maximale Entkohlungageschwindigkeit im Verhältnis zur zugeführten Sauerstoffmenge erreicht wird. Diesem Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, den Frischvorgang so zu führen, daß während des gesamten Frischzeitraumes eine feste Schlacke vorhanden ist. Durch das Vorliegen einer festen Schlacke unterscheidet sich das Verfahren nach dem Hauptpatent in erster Linie von allen aus dem Stande der Technik bekannten vergleichbaren Frischverfahren, bei denen stets «it einer flüssigen Schlacke gearbeitet wird.

Ev 105/73

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Das Vorhandensein flüssiger Schlacken hat jedoch eine Vielzahl von Nachteilen. Die wesentlichen Nachteile bestehen dabei darin, daß bei Vervendung einer Flüssigen Schlacke ein relativ hoher Chromabbrand erfolgt, der praktisch einen Chromverlust darstellt und daß die feuerfeste Zustellung des Frischgefäßes durch die hohe Reaktionsfähigkeit flüssiger Schlacken einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist. .

Diese Nachteile können durch die Verwendung einer festen Schlacke während des Frischprozesses vermieden werden. Die grundsätzliche technische Lehre zur Erreichung dieses Zieles ist Gegenstand des Hauptpatentes.

Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Lehre in zweckmäßiger Weise weiter auszubilden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nach dem Verfahren des Hauptansprachs des Hauptpatentes eine aus hochgekohltem Ferro-Chrom (FeCr-carburS) bestehende Schmelze zur Herstellung einer hiedriggekohlten Ferro-Chrom-Legierung (FeCr-affine) mit Sauerstoff gefrischt wird, und zwar unter Zugabe von die Bildung einer festen Schlacke bewirkenden Zuschlagstoffen.

Es wird hier aufgezeigt, daß das Frischen unter Verwendung fester Schlacken insbesondere auch bei der Verarbeitung von Ferro-Legierungen als äußerst vorteilhaft angesehen werden kann.

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Unter Ferro-Legierungen versteht man üblicherweise Legierungen von z.B. Chrom und Eisen, und zwar mit einem Mindestgehalt an Chrom von 60 % und mehr, die Kohlenstoff zwischen weniger als 0,5 und 10 % enthalten. Je nach den Kohlungsstufen unterscheidet man ein sog. FeCr-carbure (hochgekohlt) mit 2 bis 10 % Kohlenstoff und ein FeCraffine (niedriggekohlt) mit 1 bis 2 % Kohlenstoff. Ganz weiche FeCr-Sorten mit Kohlenstoffgehalten von weniger als 1 % bezeichnet man als FeCr-iuraffine.

Bei der Erzeugung von FeCr-affine durch Sauerstofffrischen wird bisher mit flüssige« Schlacken gearbeitet, wobei stets die oben im einzelnen aufgeführten Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Zur Erzeugung von FeCr-affine aus FeCr-carburS sind auch Verfahren bekannt, bei denen die erforderliche Entkohlung in einem Lichtbogenofen erfolgt. Auch diese Verfahren weisen den großen Nachteil auf, daß die feuerfeste Zustellung des Ofens, einem im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zu starken Verschleiß unterliegt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll der Siliziumgehalt in der zu frischenden Schmelze möglichst niedrig sein. Somit kann ein FeCr-carbure mit einem entsprechend niedrigen Siliziumgehalt eingesetzt werden.. Dies hat bei der Herstellung der FeCrcarbure-Ausgangsschmelze beispielsweise in einem Reduktions-Niederschachtofen den großen Vorteil, daß dort durch Einstellung eines möglichst niedrigen Siliziumgehaltes die für einen hohen Siliziumgehalt sonst erforderliche Reduktions-Energie eingespart werden kann.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Zu der Lehre des Anspruchs 6 ist zu bemerken, daß Silizium die Ausbildung einer flüssigen Schlacke begünstigt. Diese Wirkung kann jedoch durch eine entsprechende Dosierung der einzubringenden Zuschlagstoffe kompensiert werden. Steigender Siliziumgehalt erfordert beispielsweise eine gesteigerte Menge an Zuschlagstoffen wie Magnesit und Chromerz. Durch die Zugabe dieser Stoffe in bestimmten Abständen des Blasverlaufs läßt sich der Schmelzpunkt der im Konverter gemeinsam vorhandenen nichtmetallischen Komponenten, und zwar Cr„O„, MgO, SiO usw. auf z.B. über 195O°C erhöhen.

Die Zugabe von Magnesit und/oder Chromerz in der in den Ansprüchen 3 bis 5 beschriebenen Weise hat zur Folge, daß sich am Ort höchster Temperatur (Brennfleck) Entkohlungskeime ausbilden, wobei gleichzeitig die feinen Partikel sofort die hier entstehende flüssige SiO₀-Schlacke zu einer festen Schlacke mit einem Schmelzpunkt von beispielsweise I95O C und höher umwandeln können.

Zu Anspruch 8 ist noch zu bemerken, daß zum Zeitpunkt eines rapiden Abfalls der Entkohlungsgeschwindigkeit, bei dem also der gewünschte Endkohlenstoff gehalt erreicht ist, das Sauerstoff-Frischen eingestellt wird. Das gefrischte Ferrochrom wird sodann abgestochen und vergossen.

Zur Veranschaulichung des Verfahrens wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben:

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In einen mit Magnesit-Steinen zugestellten Sauerstoff-Konverter, welcher mittels eines Brenners auf 1000°C vorgeheizt war, wurden 2,4 t flüssiges FeCr-carbure mit einer Zusammensetzung von im Mittel 67,5 % Cr, 6,7 % C und 0,2 % Si eingefüllt und mit dem Aufblasen von Sauerstoff in bekannter Weise begonnen.

Nach dem Zünden wurden zur Vermeidung der Bildung einer flüssigen Schlacke Zuschläge an feingemahlenem Magnesit und Chromerz zugegeben. Der Magnesit hatte die Zusammensetzung von

MgO - 91 %

CaO - 1,3 %

Al₃O₃ - 0,03 %

Fe₂O₃ - 0,09 %

SiO₂ - 3,1 %

SO₂ - 0,1 % Glühverlust - 4,2 %

das zugesetzte Chromerz von

^Cr2°3 -	53 %
FeO	12 %
^A12°3 -	8,6 %
CaO	0,4 %
MgO	18,5 %
SiO₀	6,5 %

Die Zugabe und der Zeitpunkt der Zugabe richten sich jeweils nach der Zusammensetzung der Ausgangsschmelze hinsichtlich der Komponenten, die

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bei der Zuführung von Sauerstoff zur Bildung einer flüssigen Schlacke neigen, wie beispielsweise Silizium.

Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise hat sich bei Chromausgangsgehalten von im Mittel 69 % und bei Endkohlenstoffgehalten von 1,2 bis 1,5 % ein Chromabbrand von unter 1 % gezeigt.

Ein weiterer erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrene besteht darin, daß die beim Frischen anfallende Schlacke nicht nachträglich zur Reduktion von Chromabbrand behandelt zu werden braucht, Ba die Chromgehalte im Metall aufgrund des geringen Chromabbrands bereits die gewünschte Höhe aufweisen, und die anfallende Schlackenmenge gering ist.

Die am Ende des Blasverlaufs anfallende feste Schlacke kann dem Möller des N^Jerschachtofens wieder zugeschlagen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine feste Schlacke der Art zu erzeugen, daß diese die für einen Einsatz in den Niederschachtofen bestmöglichen Eigenschaften aufweist.

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur Herstellung einer niedriggekohlten Ferro-Chrom-Legierung (FeCr-affine) aus schmelzförmig vorliegendem hochgekphltea Ferro-Chrom (FeCr-carburi) entsprechend dem Verfahren nach

dem Hauptanspruch des Patentes

(Patentanmeldung P 21 00 115.0 vom 2.1.1971)t bei dem das Frischen der Schmelze mit Sauerstoff unter Zugabe von die Bildung einer festen Schlacke bewirkenden Zuschlagstoffen erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wie nach dem Anspruch 2 des Hauptpatentes ..... (Patentanmeldung P 21 00 115.0) als Zuschlagstoffe Chromerz und/oder Magnesit eingebracht werden.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe feinkörnig zugegeben werden.

k. Verfahren nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße der feinkörnigen Zuschlagstoffe unterhalb 3 nun liegt.

5« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feinkörnigen Zuschlagstoffe von dem Sauerstoff-Frischstrom auf pneumatische Weise eingetragen werden.

EV 105/73
Pf/Ko

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Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen der einzubringenden Zuschlagstoffe unter anderem von dem Siliziumgehalt in der Ausgangsschmelze des hochgekohlten Ferro-Chromes abhängig gemacht werden und zwar in der Weise, daß mit steigenden Mengen an Silizium, das bei der Durchführung des Frischverfahrens dazu neigt, in flüssige Schlacke überzugehen , steigende Mengen an Zuschlagstoffen eingebracht werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe in Zusammensetzung und Menge so dosiert werden, daß der Schmelzpunkt der gemeinsam vorliegenden nichtmetallischen Stoffe in dem Frischgefäß jeweils über 195O°C liegt, und daß diese Stoffe während des Frischprozesses jeweils unterhalb dieser Schmelztemperatur gehalten werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Anspruch 6 des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, daß anhand des Verlaufs der Entkohlungsgeschwindigkeit bei einem bekannten Chromgehalt in der Ausgangsschmelze der ohne nennenswerten Chromabbrand erzielbare Endkohlenstoffgehalt in der gefrischten Schmelze in einem engen Bereich von etwa ± 0,3 % ansteuerbar ist.

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