DE2428459A1

DE2428459A1 - Molybdaenhaltiger zusatz fuer stahlschmelzen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2428459A1
Application number: DE19742428459
Authority: DE
Inventors: Kenneth Joseph Boaden; Brian John Edmondson
Original assignee: Murex Ltd
Current assignee: SKW Metals UK Ltd
Priority date: 1973-06-15
Filing date: 1974-06-12
Publication date: 1975-01-09
Also published as: FR2233412A1; SE7407988L; IT1013476B; JPS5033110A; ATA491774A; US3907554A; LU70316A1; GB1472255A; PL90350B1; BE816365A; AT339352B; AU7007874A; FR2233412B1; ES427260A1

Description

Patentanwälte

Dr. E. Boettner Dipl.-Ing. H.-J. Müller

Dr. Th. Berendt D β München 80 Bmkn iir M. XeL 47 5155

Dr.Be/ba

Murex limited, Hammersmith House, London, ¥6 (Grossbritannien)

Molybdänhaitiger Zusatz für Stahlschmelzen und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung "betrifft Zubereitungen, die Molybdän, Eisen und Kohlenstoff enthalten und zur Verwendung als Zusatz für Stahlschmelzen geeignet sind.

Es wurden bereits viele Vorschläge für den Zusatz von Stoffen zu einer Stahlschmelze gemacht, um die Eigenschaften des Stahls zu verbessern. Entwicklungen aus derartigen Vorschlägen haben zur Einführung des Zusatzes in einer leicht handhabbaren Form, z.B. als Briketts, geführt. Die Erfindung betrifft eine Zubereitung, die in der lage ist, in einer derartigen Form und mit solchen vorteilhaften Eigenschaften her-

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gestellt zu werden, dass sie in die Stahlschmelze eingeführt werden kann.

Erfindungsgemäss wird ein Zusatz für Stahlschmelzen geschaffen, der aus einer Zubereitung besteht, die einen Molybdängehalt im Bereich von 4o bis 95 Gew.-5ö, einen Eisengehalt im Bereich von Io bis 5o Gew.-^ und einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von o,2 bis 5 Gew.-$ aufweist und eine Dichte im Bereich von 2,5 bis 5,o besitzt.

Der bevorzugte Molybdängehalt beträgt 6o bis 7o Gew.-^, der bevorzugte Eisengehalt 2o bis 3o Gew.-% und der bevorzugte Kohlenstoffgehalt o,2 bis 1,5 Gew.-$. Bis zu Io Gew.-$ Verunreinigungen können im allgemeinen in der Zubereitung geduldet werden. Die Verunreinigungen neigen dazu, sich in der Schlacke in der Stahlschmelze anzusammeln und werden mit dieser entfernt.

Eine Dichte innerhalb des beanspruchten Bereichs wurde als wesentlich gefunden, um sieherzustellen, dass die zugesetzte Zubereitung an der Grenzfläche zwischen dem geschmolzenen Stahl und der geschmolBenen Schlackenschicht liegenbleibt. Bei der Berührung mit der Oberfläche des geschmolzenen Stahls beginnt die Zubereitung zu schmelzen und sich in der Schmelze zu lösen. Vorzugsweise liegt die Dichte innerhalb des Bereichs τοη 3 bis 4.

Damit die Zubereitung innerhalb des gewünschten Dichtebereichs fällt, muss sie durch ein geeignetes Bindemittel zusammengehalten werden. Beispiele von Binde-

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mitteln, die als geeignet befunden wurden, sind Melassen, Stärke, Dextrin und Teer.

Die Anwesenheit von Eisen in den beanspruchten Mengen wurde als vorteilhaft deswegen befunden, weil sie die Auflösung des Molybdäns im.geschmolzenen Stahl erleichtert.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Zubereitung mit einem Molybdängehalt im Bereich von 4o bis 95 Gew.-^, einem Eisengehalt im Bereich von Io bis 5o Gew.-$, einem Kohlenstoff gehalt im Bereich von o,2 bis 5 Gew.-^, einem Bindemittel sowie einer Dichte im Bereich von 2,5 bis 5, das dadurch gekennzeichnet ist,'dass man ein Molybdän enthaltendes Material, ein Eisen enthaltendes Material, •Kohlenstoff und ein Bindemittel zusammengibt und das erhaltene Gemisch/eme Temperatur im Bereich von 85o bis 15oo ⁰C über eine Zeitspanne von wenigstens einer Stunde erhitzt.

Das Molybdän enthaltende Material ist vorzugsweise Molybdäntrioxid. Dieses ist das Röstprodukt von Molybdänerz. Reines Molybdäntrioxid kann gegebenenfalls verwendet werden und auch ein teilweise reduziertes Molybdäntrioxid ist geeignet. Weitere mögliche Molybdän enthaltende Ausgangsstoffe sind z.B. Ammoniummolybdat.

Das Eisen wird vorzugsweise in der JPorm von Eisenoxid eingeführt, zweckmässig in der Form von Eisenzunder, z.B. Hammerschlag oder Walzzunder, jedoch sind auch

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andere Formen des Eisenzusatzes möglich, z.B. als gemahlenes Eisen. Das Eisen enthaltende Material hat vorzugsweise eine Teilchengrösse unterhalb o,5 ■ lichte Siebmaschenweite (3o mesh BSS).

Die erforderliche Menge des Bindemittels hängt von dem verwendeten bestimmten Bindemittel ab, liegt jedoch gewöhnlich im Bereich von 2 bis 5 Gew.-$, bezogen auf die Zubereitung. Das Bindemittel kann gegebenenfalls im Gemisch mit Wasser verwendet werden.

Der bevorzugte Temperaturbereich zur Ausformung der Zubereitung beträgt 115o bis 135o° C. Beim Arbeiten innerhalb dieses Bereichs wird gefunden, dass ein stärker reduziertes Produkt mit verbesserter Festigkeit und einer geringeren Verschmelzungsgefahr erhalten wird. Es erhält ebenfalls eine Dichte, die grosser ist, als sie unterhalb 115o°C erreicht werden kann.

Vorzugsweise werden die Stoffe, die die Zubereitung bilden sollen, in einen kalten Ofen eingeführt, der dann bis auf die gewünschte Temperatur aufwärmen gelassen wird. Hierdurch wird die Gefahr vermieden, dass die Zubereitung reisst, was dann vorkommen kann, wenn das Gemisch direkt in einen heissen Ofen eingeführt wird. Der allmähliche Anstieg der Temperatur des eingeführten Gemisches wird zweckmässig dadurch erreicht, dass das Gemisch durch einen Tunnel geführt wird, in welchem sich die Temperatur allmählich von der Umgebungstemperatur bis zur gewünschten Arbeitstemperatur aufbaut.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich die Zubereitung dazu anbietet, in Formen

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verschiedener zweckmässiger Arten geformt zu werden. Sie kann daher zu Klümpchen oder Briketts verformt werden und kann gegebenenfalls zu Stangen extrudiert werden. Welche 3?orm auch gewählt wird, so haben die diskreten Klumpen des erfindungsgemässen Zusatzes zur Stahlschmelze vorzugsweise ein Gewicht im Bereich von 5ο bis löo Gramm.

Die Produkte gemäs.s der Erfindung haben den Vorteil,' dass sie eine zweckmässige Form für die Einführung in eine Stahlschmelze aufweisen und somit das Problem des Zermahlens eines Blocks einer geschmolzenen Legierung vermeiden, das auftritt, wenn lerromolybdän verwendet wird. Die Molybdänverluste, die bei der Herstellung von Ferromolybdän auftreten, werden vermieden, da die Molybdänausbeute in dem erfindungsgemässen Verfahren fast loo $ ist. Da die Dichte der Zubereitung dazu führt, dass diese bis zur Grenzfläche zwischen Schlacke und Metall absinkt, wird der Verlust von Molybdän, der durch Verflüchtigung von Molybdänoxid-Briketts auftritt, stark vermindert. Darüber hinaus erleichtert die Kombination der Porosität und der Dichte, die in den erfindungsgemässen Zubereitungen vorliegt, ihre leichte und schnelle Lösung in der Stahlschmelze. Demgegenüber ist übliches Ferromolybdän dicht, und neigt zum Absinken auf den Boden des Behälters mit der Stahlschmelze, wodurch im Ergebnis eine ungleichmässige Verteilung der Legierung in der Stahlschmelze erhalten wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist weiterhin vorteil-haft, weil es leicht in kontinuierlicher Weise ange-

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wendet werden kann. Darüber hinaus wird die Zugabe sorgfältig geregelter Mengen Molybdän· zum Stahl vereinfacht, weil das Produkt in der Form von kleinen Klümpchen oder Briketts mit vorbestimmtem Gewicht erhalten werden kann.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Ein Gemisch von 26o Gramm geröstetem Molybdänit, 86 Gramm Walzzunder (PeO) und 3o Gramm Kohlenstoff wurden in eine Glasflasche von 1 kg Inhalt gebracht, die zum Vermischen des Inhalts auf eine Schüttelmaschine aus sich drehenden Walzen 1 Stunde gebracht wurde. 15 g Melasse in Io ml Wasser wurden darin unter Rühren zugesetzt.

Das nasse Gemisch wurde zu Briketts verformt unter Verwendung eines Drucks von 21oo kg/£m (15 tons/ square inch). Die Briketts wurden in einem Graphittiegel in Kohlenstoff gepackt und in einen Induktionsofen eingeführt. Der Zweck der Umhüllungsschicht aus Kohlenstoff bestand darin, die Briketts vor der oxydierenden Atmosphäre im Ofen zu schützen. Die Temperatur im Ofen wurde über einen Zeitraum von 1 l/2 Stunden bis zu einer Temperatur von 132o°C erhöht. Die Temperatur wurde auf diesem Stand 2 Stunden gehalten und der Tiegel wurde dann auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.

Die gebildeten Briketts wogen jeweils etwa 67 g, hatten eine Dichte von 2,8 und bestanden gemäss der Analyse

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aus folgenden Bestandteilen:

Molybdän 64,6

Eisen 25,3 Gew.-^

Kohlenstoff · o,9 Gew.-$

Ein Chlorierungsversuch zur Feststellung des Scliackengehalts hinterliess einen Rückstand von 8,ο Gew.-%.

Beispiel 2

Es wurde das Verfahren von Beispiel wiederholt unter Verwendung eines Gemisches aus 29o g geröstetem Molybdän, 75 g Walzzunder, 35 S Holzkohle und 15 g Melasse. Die Temperatur im Ofen wurde von Umgebungstemperatur auf 133ο⁰C erhöht.

Die gebildeten Briketts wogen jeweils etwa 68 g, hatten eine Dichte von 3,8 und bestanden gemäss der Analyse aus folgenden Bestandteilen:

Molybdän 69,4 Gew.-^

Eisen . 19,8 Gew.-jS

Kohlenstoff . 1,2 $

Schlacke (Chlorierungs- 8,8 Gew.-? versuch)

- Patentansprüche -

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Claims

1. Molybdänhaitiger Zusatz für Stahlschmelzen, "bestehend aus einer Zubereitung mit einem Molybdängehalt im Bereich von 4o bis 95 Gew.-^,' einem Eisengehalt im Bereich von Io bis 5o Gew.-?£ und einem Kohlenstoffgehalt im Bereich von o,2 bis 5 Gew.-?o und mit einer Dichte im Bereich von 2,5 bis 5,o.

.2. Zusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Molybdängehalt 6o bis 7 ο Gew.-"/< > , der Eisengehalt 2o bis 3o Gew. -$> und der Kohlenstoffgehalt o,2 bis 1,5 Gew.-^ beträgt.

3. Zusatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte im Bereich von 3 bis 4- liegt.

4. Zusatz nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass er als Bindemittel Melasse, Stärke, Dextrin oder Teer enthält.

5. Verfahren zur Herstellung einer Zubereitung in Form eines molybdänhaltigen Zusatzes für Stahlschmelzen nach Anspruch 1 bis 4 mit einem Molybdängehalt im Bereich von 4o bis 95 Gew.-^, einem Eisengehalt im Bereich von Io bis 5o Gew.-$, einem

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Kohlenstoffgehalt im Bereich von o,2 bis 5 einem Bindemittel und einer Dichte im Bereich von 2,5 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man entsprechende Mengen eines Molybdän enthaltenden Materials, eines Eisen enthaltenden Materials, Kohlenstoff und ein Bindemittel vermischt und das gebildete Gemisch-bei einer Temperatur im Beiach von 85o bis 15oo° C wenigstens 1 Stunde lang erhitzt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Molybdän enthaltende Material Molybdäntrioxid ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Molybdän enthaltende Material Ammoniummolybdat ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisen enthaltende Material Eisenoxid ist, .

9. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisen enthaltende Material gemahlenes Eisen ist.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisen enthaltende Material eine Teilchengrösse entsprechend einer Siebmaschenweite unter o,5 mm aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 5 bis Io, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Bereich von 115o bis 135o° C gehalten wird.

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- Io -

12. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis Ii, dadurch gekennzeichnet, dass man die Stoffe, aus denen die Zutiereitung gebildet wird, in einen kalten Ofen einführt, der danach auf die gewünschte Temperatur auf wärmen gelassen wird.

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