DE2454554A1 - Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten stahlbloecken - Google Patents
Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten stahlbloeckenInfo
- Publication number
- DE2454554A1 DE2454554A1 DE19742454554 DE2454554A DE2454554A1 DE 2454554 A1 DE2454554 A1 DE 2454554A1 DE 19742454554 DE19742454554 DE 19742454554 DE 2454554 A DE2454554 A DE 2454554A DE 2454554 A1 DE2454554 A1 DE 2454554A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- steel
- mold
- block
- aluminum
- killed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE
HENKEL5 KERN5 FEILER & HÄNZEL
BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND
TELEX: 05 29 802 HNKL D lSniTARn STI-TMTn STPASSF ? WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-85111
ΤΓΙ PFON- ,η am if « 97 663091 92 bDUAKÜ-bthMlU-MKASSH / DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914
TELEFON. (089) 663197, 66 JO VL - W D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 162147 -
TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN υουυυινυ ^ j^j.
SACILOR-Aciäries et Laminoirs
de Lorraine
de Lorraine
Hayange, Prankreich \ 8t NOV. ,197**
Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Stahlblöcken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
zusammengesetzten Stahlblöcken, welche in der Haut eine andere Zusammensetzung als im Kern aufweisen, wobei man
einen unvollständig beruhigten (insbesondere aufwallenden bzw. unberuhigten oder halb-beruhigten) Stahl in der
Gießpfanne vorbehandelt, anschließend in eine gegebenenfalls mit einer Angußhaube ausgerüstete Kokille bzw·
Gußform gießt, nach dem Füllen der Gußform und einer vorbestimmten Zeitspanne den Stahl in der Gußform ein Desoxidationsmittel
zusetzt und den Stahl mittels eines nahe dem Boden der Gußform eingeblasenen Gases umrührt bzw.
aufwirbelt.
Ein bekanntes Verfahren der vorgenannten Art weist den Nachteil auf, daß im verfestigten Gußblock das Auftreten
der zahlreichen, normalerweise im Stahl vorhandenen nicht-metallischen Einschlüsse oder der durch die Des-.
Oxidationsrückstände gebildeten Einschlüsse, welche die Verwertung der erhaltenen Gußblöcke beeinträchtigen
oder zumindest zu einem bedeutenden Prozentanteil an "verlorenem Kopf" führen, nicht verhindert wird.
Dr.Pi/jo
S09Ö22/0672
Es wurde bereits vorgeschlagen, das Rühren bzw. Inbewegunghalten
des Stahls während einer extrem kurzen Zeitspanne (d.h. von weniger als 30 see) durchzuführen, damit die
rasche Kristallisation des Stahls außerhalb der Verfestigungsfront, welche bekanntlich das Abgießen der Einschlüsse
an der Blockoberfläche behindert oder vereitelt, nicht begünstigt wird. Nunmehr wurde festgestellt, daß
ein Rühren von sehr kurzer Dauer, wie es bisher vorgeschlagen wurde, ein wirksames Abgießen der Desoxidationsrückstände,
wie von Aluminium- und/oder Siliziumoxid, nicht gestattet. Diese Rückstände besitzen ein zu geringfügiges
Volumen, um rasch abgegossen werden zu können.
Gemäß einem weiteren Verfahren desselben Typs wird eine gute Homogenität des Stahls dadurch gewährleistet, daß
man den Rühreffekt mit Hilfe eines gegenüber dem Stahl
neutralen Gases so lange aufrechterhält, bis letzterer räch an Kristallen geworden ist. Durch diese Arbeitsweise
wird zwar die Zahl der Einschlüsse herabgesetzt, die immer noch festgehaltenen Substanzen sind jedoch voluminös,
so daß die erhaltenen Gußblöcke eine schlechte Qualität aufweisen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile ein Verfahren zur Herstellung
von Gußblöcken des vorgenannten Typs zu schaffen, welches zusammengesetzte Gußblöcke liefert, die von allen
hinderlichen Einschlüssen frei sind.
Das diese Aufgabe lösende erfindungsgemäße Verfahren besteht darin,' daß die Einbringung des Desoxidationsmittels
in die Gußform und das intensive Umrühren des Stahls
-3-509822/0672
_ 3 —
während der Phase der basaltischen Kristallisation des Stahls erfolgen und daß das intensive Umrühren nach der
Zugabe während einer Zeitspanne (ausgedrückt in min) fortdauert, welche der Hälfte der Höhe des Gußblocks
(ausgedrückt in m) zumindest gleich kommt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Desoxidationsmittels und begünstigt
gleichzeitig das Mitgerissenwerden der Einschlüsse durch das Gas sowie deren Agglomerierung in Form größerer Anhäufungen,
welche nach dem Aufhören des Rührens zu einem Zeitpunkt, wenn der Stahl noch keinen beträchtlichen
Kristallanteil aufweist, da die äquiaxiale (gleichachsige) Kristallisation erst nach der basaltischen Kristallisation
erfolgt, sich rasch abgießen (dekantieren) lassen, in dem sie zur Oberfläche des Gußblocks emporsteigen.
Das Verfahren der Erfindung erlaubt die Herstellung von zusammengesetzten Gußblöcken hervorragender Qualität,
bei denen die Zusammensetzung in der Haut von der Zusammensetzung des Stahls in der Gießpfanne und die Zusammensetzung
im Kern außerdem von der Art des Desoxidationsmittels und gegebenenfalls der dem Stahl in der
Gußform fakultativ einverleibten weiteren Zusätze abhängen.
Man kann somit einen in der Gießpfanne unvollständig beruhigten, jedoch eine gute Gießfähigkeit aufweisenden
Stahl dazu einsetzen, unter Zugabe von Aluminium in die Gußform bzw. Kokille einen in der Form vollständig beruhigten
und einen vorbestimmten Aluminiumgehalt aufweisenden Stahl zu erzeugen. Man kann auch ebenso gut
von einem aufwallenden Stahl ausgehen, welcher nach dem
509822/067
Eingießen in die Form und aufgeschobener Aluminiumzugabe einen Gußblock liefert, welcher eine Haut aus aufwallendem
Stahl und einen Kern aus beruhigtem Stahl aufweist. Man kann auch einen Stahl verwenden, dem bereits in der
Gießpfanne ein Siliziumzusatz einverleibt wurde, und diesem
Stahl nach dem Eingießen in die Form eine bestimmte Aluminiummenge zusetzen, so daß man einen Gußblock erhält,
der einerseits eine Silizium enthaltende, jedoch von Aluminium, Aluminiumoxid und Aluminaten praktisch
freie Haut und andererseits einen Kern aus beruhigtem Stahl aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch
dazu angewendet werden, ausgehend von einem in der Gießpfanne aufwallenden Stahl, welcher im Hinblick auf seinen
Kohlenstoff- und Mangangehalt die Zusammensetzung eines halb-beruhigten Stahls aufweist, einen in der Gußform
halb-beruhigten Stahl zu erzeugen, indem man dem in die Form eingegossenen Stahl ein siliziumhaltiges
Desoxidationsmittel einverleibt. Wenn man sich an die allgemeinen Merkmale der erfindungsgemäßen Arbeitsweise
hält, erzielt man einen Gußblock, welcher eine schöne Haut aus aufwallendem Stahl und einen Kern aus halb-beruhigten
Stahl aufweist.
Es wurde festgestellt, daß die basaltische Kristallisation,
welche sofort nach dem Ende des Gußvorgangs beginnt und sich durch ein Festwerden des Stahls ausschließlich
von und senkrecht zu der Wand der Gußform und der Bodenplatte äußert, eine zumindest näherungsweise
Regelung der Dicke der Haut des Gußblocks aus aufwallendem Stahl gestattet. Die Dicke der Haut ist eine
Funktion der zwischen dem Berührungszeitpunkt des Stahls mit der Gußform und dem Zeitpunkt der Einbringung des
609822/0672
Desoxidationsmittels in die Form verstreichenden Zeitspanne.
Der Einfluß des künstlichen Rührens des aufwallenden Stahls ist lediglich von zweitrangiger Bedeutung.
Es ist jedoch wichtig, daß die genannte Zeitspanne so weit verkürzt wird, wie es mit der gewünschten Hautdicke
noch vereinbar ist, damit genügend Zeit zum gründlichen Rühren des Stahls vor dem Ende der Phase der basaltischen
Kristallisation zur Verfügung steht, an welche sich die Phase der äquiaxialen Kristallisation anschließt. Man
hat nunmehr erkannt, daß die Dicke des festgewordenen Stahls während der äquiaxialen Kristallisation in völlig
unkontrollierbarer Weise ansteigt und - was schwerwiegender ist - daß die sich im Verlauf dieser Phase der
äquiaxialen Kristallisation bildenden Stahlkristalle jegliches wirksames Abgießen der Desoxidationsrückstände
verhindern.
Es wurde gefunden, daß die Dauer der Phase der basaltischen Kristallisation des flüssigen Stahls, der in einer
Gußform einem kräftigen Rühreffekt unterworfen wird,
nicht exakt vorherbestimmt werden kann. Es ist jedoch bekannt, daß die Periode der basaltischen Kristallisation
angenähert proportional der Höhe der Füllung der Gußform, d.h. der Höhe h des Gußblocks, ist. Ferner ist
bekannt, daß der die Dauer der Periode der basaltischen Kristallisation mit der Höhe des Gußblocks verbindende
Proportionalitätsfaktor im allgemeinen mehr als 2 beträgt. In der Praxis kann man eine empirische Zeitspanne
TE festlegen, welche die Arbeitsperiode darstellt,
bei deren Ende man mit dem gründlichen Rühren des Stahls aufhören muß, damit die Einschlüsse vor der Periode der
basaltischen Kristallisation vollständig abgegossen werden können. In erster Näherung errechnet sich diese Arbeitsperiode
nach der Formel:
-6-509822/0672
ΤΕ . 2.h
wobei h die Höhe des Gußblocks in m bedeutet und TE die Dauer der Arbeitsperiode in min darstellt, gerechnet
vom Ende des Eingießens in die Form. T1-, umfaßt eine
Wartezeit TA,. eine Zeit der Zugabe des Desoxidationsmittels
Tn und eine Rührzeit Tn.
Man erkennt somit, daß die zum gründlichen Rühren des Stahls zur Verfügung stehende Zeit begrenzt ist,' daß sie
jedoch dazu ausreichen muß (mindestens h/2 in min, wobei h in m ausgedrückt ist), daß die Agglomerierung der Desoxidationsrückstände
in größeren Anhäufungen gewährleistet ist, welche nach der Unterbrechung des Rührens rasch
und leicht zur Oberfläche des flüssigen Stahls emporsteigen können.
Die Dicke der vor der Zugabe eines Desoxidationsmittels entstehenden Haut bestimmt sich angenähert nach der
Gleichung:
wobei k einen Koeffizienten zwischen 22 und 25 bedeutet, je nach dem, ob der Stahl gründlich gerührt wird oder sich
lediglich im Zustand des Aufwallens befindet, t.dle zwischen dem Ende des Gießvorgangs an der betrachteten
Stelle und der Zugabe des Desoxidationsmittels verstreichende Wartezeit darstellt und
e in mm ausgedrückt wird.
Zur Herstellung von einschlußfreien Gußblöcken ist darauf zu achten, daß die Rührzeit tß (in min) zumindest dem
-7-509822/0672
Wert h/2 (h ausgedrückt in m) gleich kommt und daß t^ +
tD + t-g höchstens gleich tE ist, wobei die Zeitspanne t.
in gewissem Maße eine Funktion der gewünschten Hautdicke e darstellt und die Zeitspanne tD generell auf einige
10 see begrenzt ist.
Für eine normale Höhe (h) des Gußblocks von 2 m beträgt
die zur Bildung der Haut, zur Zugabe des Desoxidationsmittels und zum Rühren verfügbare Zeit im allgemeinen
nicht mehr als 4 min. Falls das gründliche Rühren 1 min nach der Zugabe des Desoxidationsmittels fortdauert, läßt
sich eine Hautdicke.e erzielen, deren Wert durch die vorgenannte
Gleichung bestimmt wird, in der t^ nahezu 3 min beträgt, weil tß lediglich z.B. 10 bis 15 see ausmacht.
Je nach dem, ob der flüssige Stahl während dieser Periode heftig gerührt oder lediglich schwach oder gar nicht
gerührt wird, variiert die Hautdicke e vom aufwallenden Stahl zwischen etwa 38 und 44 mm am oberen Ende des Gußblocks
·
Es sei festgestellt, daß die Dauer der Perlode der basaltischen
Kristallisation mit einer Erhöhung der Gießgeschwindigkeit und der Temperatur des Stahls beim Gußzeitpunkt
länger wird. Diese Zeltspanne Reibt jedoch stets begrenzt, und zwar umso mehr, je kräftiger gerührt
wird. Ein gründliches Rühren erhöht die Geschwindigkeit der Abkühlung des im Kern des Gußbiocks befindlichen
Stahls und beschleunigt somit den Beginn der Phase der äquiaxialen Kristallisation, Man kann jedoch in
erster Näherung im Hinblick auf die Dauer der basaltischen Kristallisation die entgegengesetzten Einflüsse
der Temperatur des Stahls und der Gießgeschwindigkeit einerseits und der Intensität und Dauer des Rührens an-
-8-509822/067 2.
dererseits vernachlässigen. Die Dauer der Periode der basaltischen Kristallisation hängt auch von Art und Menge
des dem flüssigen Stahl zugesetzten Desoxidationsmittels und vom Zeitpunkt der Zugabe des Desoxidationsmittels ab.
Zur empirischen Bestimmung der Dauer der basaltischen Kristallisationsperiode soll ausgehend von der Gleichung
tg β 2.h eine Reihe von Versuchen für jede hergestellte
Stahlart und jeden verwendeten Gußformtyp vorgenommen werden. Wenn die erhaltenen Gußblöcke mehr Einschlüsse
im unteren als im oberen Teil enthalten, muß der durch die Gleichung t-, » 2„h nach oben begrenzte Wert für
t. + tjj + tg herabgesetzt werden, beispielsweise um 10
oder einige 10 see, da das Rühren in diesem Falle unmittelbar nach dem Ende der basaltischen Kristallisationsphase abgebrochen wurde. Wenn sich dagegen Einschlüsse
lediglich im oberen Ende des Gußblocks befinden, kann man durch eine geringfügige Erhöhung des Wertes von tE
(beispielsweise um 10 see, zuweilen mehr) die Rührzeit ^verlängern und somit das Abgießen von Einschlüssen vom
extremen oberen Teil verbessern. Es sei festgestellt, daß die Gleichung t. + tD + tß » tß nicht immer erfüllt sein
muß; es genügen die Bedingungen:
I < *A + 1D + *B 4 V
wobei h in m ausgedrückt ist.
Als Desoxidationsmittel, welches dem Stahl in der Gußform zugesetzt wird, verwendet man Aluminium, Silizium,
Ferrosilizium oder Komplexe des Desoxidationsmittels, wie Silicomangan, Silicoaluminium oder SiIicocalcium.
-9-5098 2 2/0672
— Q _
Zur Herstellung von halb-beruhigten Stahlblöcken ist es vorteilhaft, eine Vordesoxidation in der Gußform mittels
einer vorbestimmten Aluminiummenge durchzuführen und die Desoxidation bis zu dem halb-beruhigtern Stahl entsprechenden
Sauerstoffgehalt mit Hilfe eines Desoxidationsmittels auf Siliziumbasis, wie Ferrosilizium, vorzunehmen.
In diesem Falle muß man jedoch darauf achten, daß die eingesetzte Aluminiummenge gering ist, damit der Stahl
nicht vollständig beruhigt wirdj der Sauerstoffgehalt des
Stahls wird durch die Zugabe des Desoxidationsmittels auf Siliziumbasis auf den gewünschten Wert herabgesetzt. Die
Zugabe des Desoxidationsmittels auf Siliziumbasis findet ferner erst dann statt, wenn die Hauptmenge der bei der
Vordesoxidation gebildeten, an Aluminiumoxid reichen Produkte unter dem Einfluß des zum Zeitpunkt der Aluminiumzugabe
in Gang gesetzten gründlichen Rührens zur Oberfläche emporgestiegen sind.
Diese Arbeitsweise ist sehr vorteilhaft, da sie nicht nur die rasche und sehr genaue Regelung des Sauerstoffgehalts
des schließlich erhaltenen Stahls gestattet, sondern auch einen noch reineren Stahl als bei ausschließlicher
Zugabe eines Desoxidationsmittels auf Siliziumbasis liefert. Die Äluminiumoxid-reichen Einschlüsse können, während
der Stahl gründlich gerührt wird, rascher als die Silikateinschlüsse abgegossen werden; es ist daher zweckmäßig,
das Desoxidationsmittel auf Siliziumbasis in einer so geringen Menge einzusetzen, wie sie im Hinblick auf
die bis zum gewünschten Grad mittels Aluminium durchgeführte Vordesoxidation möglich ist, ohne die Gefahr heraufzubeschwören,
daß der Sauerstoffgehalt durch eine zu starke Aluminiumzugabe zu stark herabgesetzt wird.
-10-
509822/0672
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist das gründliche Rühren lediglich während der Phase der basaltischen Kristallisation
und nach der Zugabe der Desoxidationsmittel in der Gußform notwendigj ein geringfügiges oder sogar kräftiges
Vor-Rühren des Stahls' kann jedoch bereits vor der Desoxidationsmittelzugabe
erfolgen. In diesem Falle stellt das Vor-Rühren des Stahls jedoch lediglich die Konsequenz
eines verfolgten Ziels und nicht das Mittel zu dessen Erreichung dar.
Das Hauptziel, welches durch das gründliche Rühren des Stahls nach der Zugabe des Desoxidationsmittels, insbesondere
auf Basis von Silizium oder Aluminium, erreicht werden soll, besteht in der Gewährleistung der homogenen
Verteilung des Desoxidationsmittels im Stahl und der möglichst raschen Sammlung der feinteiligen Desoxidationsrückstände in Anhäufungen feiner Partikel, damit sich
Teilchen mit ausgeprägten Dimensionen bilden. Wenn ein Teil der Desoxidationsrückstände während des Rührens zur
Blockoberfläche steigt und dort verbleibt, werden sehr zahlreiche Teilchen durch den Rühreffekt ins Blockinnere
gerissen« Diese Teilchen müssen beim Emporsteigen zur Blockoberfläche nach dem Aufhören des Rührens rasch abgegossen
werden. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn die Teilchen bedeutende Dimensionen erlangt haben. Speziell
das kräftige Rühren nach der Desoxidationsmittelzugabe führt zu einer derartigen Agglomerierung der feinen
Teilchen, daß die gebildeten Anhäufungen von Desoxidationsrückständen mit genügend großen Dimensionen rasch
zur Blockoberfläche aufsteigen. Während dieses Vorgangs befindet sich der Stahl noch in der Phase der basaltischen
Kristallisation, und die Anhäufungen treffen auf ihrem Wege nicht auf zahlreiche Stahlkristalle.
-11-
S09822/0672
Die Gegenwart von Kristallen im Stahl stört das Aufsteigen der Desoxidationsrückstände (Einschlüsse), welches nach
dem Aufhören des Rührens rasch erfolgen muß, in "beträchtlichem Maße. Wenn der Stahl beispielsweise beim Stillstand
des Rührens eine beträchtliche Kristallmenge enthält, trifft ein sich zu diesem Zeitpunkt etwa in der
Blockmitte befindlicher Einschluß, wenn er emporzusteigen beginnt, auf Kristalle, welche an ihm anhaften. Die
Dichte der durch den von Metallkristallen umhüllten Einschluß gebildeten Anhäufung steigt allmählich an, bis
sie jene des flüssigen Stahls erreicht und hierauf überschreitet. Der Einschluß steigt dann nicht mehr empor
und beginnt, zum unteren Blockende hin abzusinken. Wenn das Rühren nicht genügend lang und intensiv gewesen ist
und wenn es lediglich während der auf die basaltische Kristallisationsphase folgenden äquiaxialen Kristallisationsphase
unterbrochen wurde, weisen die erhaltenen Gußblöcke nicht nur zahlreiche Einschlüsse auf, welche
nicht abgegossen werden konnten, sondern auch zahlreiche, im unteren mehr als im oberen Blockende ins Gewicht
fallende Einschlüsse.
Im Hinblick auf die ursprüngliche Bedeutung des intensiven Rührens nach der Desoxidationsmittelzugabe und vor
dem Ende der basaltischen Kristallisationsphase ist es ebenso wichtig, daß das intensive Rühren vom Zeitpunkt
der erwähnten Zugabe an vorgenommen werden kann.
Zur Durchführung des intensiven Rührens des Stahls in der Gußform kann man verschiedene bekannte Rühreinrichtungen
verwenden, beispielsweise einen porösen Stein, der in die Grundplatte der Gußform eingebettet und an
der der Form entgegengesetzten Seite mit einer Spülgas-
-12-509822/0672
quelle verbunden ist, ein tief in den in der Form befindlichen Stahl eingetauchtes Strahlrohr oder durch
die Grundplatte oder die Gußform hindurchführende Röhren, welche in die Form in der Nähe ihres Bodens einmünden
und an ihrem anderen Ende an eine Spülgasquelle angeschloseen sind, oder aber einfach zwischen die Grundplatte
und die Gußform innerhalb von in der Grundplatte und/oder der Basis der Form vorgesehenen Rillen eingefügte
Röhren, welche ebenfalls mit einer Spülgasquelle verbunden sind, deren Abgabemenge dosierbar ist. Im vorliegenden
Falle sind lediglich die Rühreinrichtungen Jenes Typs, welche einen porösen Stein in der Grundplatte
oder in die Gußform nahe der Grundplatte einmündende Röhren beinhalten, völlig zufriedenstellend. Wenn man
in kurzer Zeit das Emporsteigen der im flüssigen Stahl in der Gußform enthaltenen nicht-metallischen Einschlüsse
(ungeachtet, ob es sich um normalerweise in Stahl vorhandene oder um aufgrund des Desoxidationsmittelzusatzes
in der Gußform gebildete Einschlüsse handelt) erreichen will, muß man einen kräftigen und intensiven
Rührvorgang erzeugen, welcher die gesamte in der Gußform befindliche Stahlmasse erfaßt. Um einen guten Rühreffekt
zu erzielen, muß man das Spülgas in den Stahl im unteren Teil der Form ganz nahe an der Grundplatte einblasen.
Wenn man einen mit der Platte integrierten porösen Stein oder in die Gußform nahe der Platte einmündende
Röhren verwendet, läßt sich ein sehr wirksamer Rühreffekt erzielen.
Die Menge und der Druck des Spülgases sind von gleicher Bedeutung. Im allgemeinen beträgt die Menge bzw. der
Durchsatz für Gußblöcke mit einer Höhe von etwa 2 m 5 bis 20 l/min pro Tonne des behandelten Stahls während
609822/0672
des intensiven Rührens. Der Druck des Spülgases ist nicht nur höher als der hydrostatische Druck des in der
Gußform enthaltenen Stahls, sondern man wendet unter Umständen - insbesondere, wenn die Gefahr einer Verstopfung
der Einblasöffnungen besteht - erhöhte Drücke (d.h. bis zu oder über 10 Bar) an.
Es wurde festgestellt, daß die erforderliche Gasmenge angenähert proportional dem Gewicht des Gußblocks und
umgekehrt proportional seiner Höhe ist und sich grob nach folgender Gleichung errechnet:
T= 25 ξ
In der obigen Gleichung bedeuten
f die Gasmenge in l/min, .
P das Gewicht in t und
h die Höhe in m.
f die Gasmenge in l/min, .
P das Gewicht in t und
h die Höhe in m.
Der nach der obigen Gleichung berechnete Wert stellt jedoch lediglich eine erste Näherung dar; man verwendet
stets die höchstmögliche Gasmenge, die noch keine wesentlichen Spritzer hervorruft, um einen möglichst intensiven
Rühreffekt zu erzielen.
Um sogleich nach der Zugabe der Desoxidationsmittel in
der Gußform mit dem intensiven Rühren beginnen zu können, muß man darauf achten, daß die Mündungen der Strahlrohre
oder die Poren des in der Grundplatte befestigten Steins nicht verstopft werden. Es ist daher vorteilhaft,
die Strahlrohre oder den porösen Stein schon während des Gußvorgangs und vor der Desoxidationsmittelzugabe
mit Spülgas zu versorgen. Während dieser mit der Desoxi-
-14-509822/0672
dationsmittelzugabe ihren Abschluß findenden Periode kann die Spülgasmenge jedoch ohne Nachteil relativ gering
sein und braucht 5 l/min pro Tonne des in der Gußform befindlichen Stahls nicht zu überschreiten, während der
Gasdruck nur einige Zehntel Bar höher ist als der hydrostatische Druck und gerade dazu ausreicht, die Verstopfung
der Strahlrohrmündung oder der Poren des porösen Steins zu verhindern. Es handelt sich in diesem Falle um
ein gelindes Bewegen bzw. "Plätschern" und nicht um ein intensives Umrühren bzw. Aufwirbeln des Stahls. '
Dieses gelinde Bewegen ist insbesondere notwendig, wenn man von einem halb-beruhigten oder unvollständig beruhigten
Stahl in der Pfanne ausgeht, damit das Festwerden der oberen Fläche des Metalls verhindert wird, welches
ohne jeglichen solchen "Plätschereffekt" bald nach dem Ende des Gießvorgangs erfolgt. Bei aufwallendem Stahl,
welcher durch die spontan in der Gußform erfolgenden Gasentwicklungen auf natürliche Weise bewegt wird, besteht
diese Notwendigkeit offensichtlich nicht.
Die Art des Spülgases hängt im allgemeinen vom beabsichtigten Zweck ab. Im Hinblick auf die geringe eingesetzte
Gasmenge verwendet man trotz seines relativ hohen Preises vorzugsweise Argon. Soweit man in bestimmten Fällen
eine Nitrierung oder Reoxidation des Stahls in der Gußform zulassen kann, kann man als Spülgas auch Stickstoff
und in den günstigsten Fällen Luft verwenden.
Wenn man in der vorstehend beschriebenen Weise arbeitet, erhält man zusammengesetzte Stahrööcke. Diese Blöcke
besitzen an der Oberfläche, d.h. in der Haut, eine Metallegierung, welche der in der Gießpfanne verarbeiteten
-15-
509822/0672
entspricht, und im Inneren, d.h. im Kern, eine Metalllegierung,
deren Zusammensetzung der Gesamtheit der in der Pfanne erzeugten Legierung und der in der Gußform
beigegebenen Zusätze entspricht und deren Homogenisierung und Verteilung durch das intensive Rühren bewirkt N
wurden. Diese Zusammensetzung ist praktisch frei von den nicht-metallischen Rückständen, welche durch das
intensive Rühren beseitigt wurden und aus chemischen Reaktionen hervorgehen, welche durch die Einbringung eines
Desoxidationsmittels, wie von Silizium und/oder anderen in geringen Mengen eingesetzten Reduktionsmitteln (z.B.
Aluminium), in die Gießpfanne bewirkt werden. Man erhält dabei zusammengesetzte Blöcke, bei denen der Stahl im
Kern halb-beruhigt oder sogar beruhigt ist und deren Haut aus aufwallendem oder halb-beruhigtem oder allgemeiner
unvollständig beruhigtem Stahl besteht.
Um zu vermeiden, daß ein Teil der an die Oberfläche des
flüssigen Blocks gelangenden oder sich dort befindlichen Einschlüsse durch das intensive Rühren in das Blockinnere
gerissen wird, ist es vorteilhaft, auf der freien Oberfläche des den Block bildenden flüssigen Stahls eine
mehr oder weniger dicke Schicht aus synthetischer Schlakke vorzusehen, welche mit dem Stahl nicht mischbar ist
und in welcher ein Teil der Einschlüsse sich löst oder festgehalten wird.
Man kann die verschiedensten Schlackenrezepturen anwenden; ein Beispiel für eine geeignete Schlackenzusammensetzung
ist folgendes:
35% SiO2 15% CaO 20%
5% TiO2 20% MnO 5% MgO.
-16-609822/0672
■ - 16 -
Diese Schlacke kann insbesondere im Falle eines mittels Aluminium in der Gußform beruhigten Stahls (ausgehend
von aufwallendem Stahl) angewendet werden.
Eine ähnliche Methode besteht darin, daß man an der freien Oberfläche des flüssigen Stahls ein Flußmittel
zusetzt, welches die dickflüssigen oder sogar festen Desoxidationsrückstände, die während des Rührens oder
unmittelbar danach abgegossen werden, in die flüssige Form überführt. Von dieser Arbeitsweise wird insbesondere
bei der Herstellung von halb-beruhigtem Stahl mittels Silizium unter Vordesoxidation mit Aluminium Gebrauch
gemacht. Durch diese Desoxidation bilden sich Aluminiumoxidreiche Oxidanhäufungen, welche sehr viskos
und zuweilen sogar fest sind. Wenn das Rühren aufgehört hat, verzögern diese die Wirkung von thermischen Isoliersubstanzen
aufweisenden Anhäufungen das Festwerden des darunter befindlichen Stahls und führen häufig zur
Bildung von Erhebungen. Dieser Übelstand wird beseitigt, wenn man ein Flußmittel zugibt, das mit den Desoxidationsrückständen
eine flüssige bzw. fließfähige Schlakkenschicht bildet. Nach dem Aufhören des Rührens erfolgt
die Verfestigung der Oberfläche in homogener Weise, da die gesamte Oberfläche durch eine dünne Schlackenschi
ch^von einheitlicher Stärke bedeckt ist. Man kann
die meisten üblicherweise in der Eisenhüttenkunde verwendeten Flußmittel einsetzen, beispielsweise Calcium-
oder Natriumfluorid, Kryolit, Borax, Alkalioxide oder
Natriumsilikat oder -carbonat; diese Substanzen können einzeln oder in Form von Mischungen verwendet werden.
Sehr gute Ergebnisse werden insbesondere mit einer Mischung aus 60% Flußspat und 40#>
Natriumcarbonat erzielt.
509822/0672
Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher
erläutern.
Herstellung eines beruhigten Stahls in der Gußform aus einem totweichen, aufwallenden Stahl in der Gießpfanne:
Der Ausgangsstahl enthält 0,051 Gew.-# C, 0,013 Gew.-#
P, 0,33 Gew.-96 Mh und 0,013 Gew.-% S.
Man stellt vier Blöcke aus beruhigtem Stahl her, indem man dem in die Form gegossenen Stahl pro Tonne 1 kg Aluminium
zusetzt. Das Gewicht Jedes Blocks beträgt 10 t und die Höhe jedes Blocks etwa 2 m. In diesem speziellen
Falle handelt es sich um halbflache Blöcke mit Anguß bzw."verlorenem Kopf". Die Zeit der Füllung jeder Gußform
beträgt 1 min 30 see, 1 min 20 see, 1 min 20 see
und 1 min 35 see.
Nach der Füllung der Formen läßt man jeweils 30 see verstreichen,
bevor man das Aluminium zusetzt. Die Aluminiumzugabe dauert 15 see.
Das Rühren des Stahls mittels Argon wird ab Beginn des
Gießens des Stahls in die Form durchgeführt. Die Spülgasmenge wird jedoch bis zum Zeitpunkt der Aluminiumzugabe
niedrig gehalten (50 l/min). Nach diesem Zeitpunkt erzeugt man mittels einer Gasmenge von 150 l/min während
1 min 30 see einen intensiven Rühreffekt.
Nach der Zugabe des Aluminiums läßt sich ein beträchtliches Emporsteigen der Desoxidations- bzw. Feinungs-
-18-509822/0672
schlacke feststellen. Die Schlacke besitzt die nachstehende Zusammensetzung (in Gew.-%):
82,1% Al2O3 3,22% FeO
9,2% Fe2O3 5,5 % MnO.
Wenn das Rühren beendet ist, werden die oberen Blockenden/der üblicherweise bei diesem Typ eines Blocks mit
"verlorenem Kopf" verwendeten Lunkerpulvermenge beschichtet.
Die vier Blöcke werden zu Brammen gewalzt. Diese prüft man mittels Ultraschall, um die Tiefe der Hohlräume am
oberen Ende jeder Bramme festzustellen. Dabei ergeben sich die nachstehenden Werte (ausgedrückt in % der Gesamtlänge
der jeweiligen Bramme):
4,4% 3,1% 3,6% 3%
Alle übrigen Brammen weisen keine mittels Ultraschall feststellbaren Hohlräume und Anhäufungen von Einschlüssen
auf. Die an den Brammen gemessene Dicke der Haut aus aufwallendem Stahl variiert zwischen 5 mm (am unteren
Ende) und 3 mm (am oberen Ende).
Man bestimmt den Aluminium- und Aluminiumoxidgehalt am oberen und unteren Ende der vier Blöcke. Die Ergebnisse
dieser Analyse sind folgende:
-19-
509822/0672
Biock-Nr. | Aluminium, % oberes Ende unteres Ende |
0,063 | Aluminiumoxid, % oberes Ende unteres Ende |
0,003 |
1 | 0,066 | 0,066 · | 0,003 | 0,002 |
2 | 0,065 | 0,061 | 0,001 | 0,003 |
3 | 0,061 | 0,070 | 0,002 | 0,001 |
4 | 0,067 | 0,001 |
Zahlreiche nach derselben Methode hergestellte Blöcke weisen stets dieselben Eigenschaften auf.
wenig "verlorener Kopf" am oberen Ende aufgrund der Abwesenheit von Hohlräumen und Einschlußanhäufungen
am oberen Blockende;
geringe Streuung, d.h. gute und einheitliche Verteilung der Aluminiumgehalte; und
sehr geringer Aluminiumoxidgehalt.
sehr geringer Aluminiumoxidgehalt.
Ferner sei festgestellt, daß mit Rücksicht auf die Höhe h der Blöcke (h = 2 m) die für die Behandlung zur Verfügung
stehende Zeitspanne T™ gemäß der vorgenannten experimentellen
Gleichung in der Größenordnung von 4 min liegen muß. Es muß also die Bedingung:
tA + tD + tB ^ te
erfüllt sein; in diesem Falle ist t* + tD + t„ = 30 see
+15 see + 1 min 30 see = 2 min 15 see.
Weniger gute Ergebnisse werden erzielt, wenn man das
intensive Rühren während 4 min nach der Aluminiumzugabe fortsetzt. Die auf diese Weise erzeugten Blöcke enthalten einige ziemlich voluminöse, leicht durch Ultra-
intensive Rühren während 4 min nach der Aluminiumzugabe fortsetzt. Die auf diese Weise erzeugten Blöcke enthalten einige ziemlich voluminöse, leicht durch Ultra-
-20-
509822/G672
schall feststellbare Aluminiumoxidanhäufungen. Es handelt sich um Desoxidationsrückstände, welche durch den
Rühreffekt in das Blockinnere gerissen wurden und nach dem Rühren nicht vollständig abgegossen werden konnten,
da der Stahl 4 min nach der Aluminiumzugabe (also etwa 5 min nach dem Ende des Gießvorgangs) zu viele Kristalle enthielt.
Diese Nachteile wurden bei Blöcken, bei denen der Stahl maximal 3 min nach dem Ende des Gußvorgangs gerührt wurde,
niemals festgestellt.
Herstellung von Blöcken aus beruhigtem Stahl aus einem aufwallenden Stahl, welche eine Haut aus aufwallendem
Stahl mit regulierbarer Dicke aufweisen:
Man verwendet einen Stahl mit der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1 und gießt ihn in Gußformen desselben
Typs wie in Beispiel 1. Anstatt das Aluminium 30 see nach dem Gußvorgang zuzusetzen, läßt man jedoch 1 min
30 see verstreichen. Der Dicke der Haut auf der Bramme, welche am oberen Ende 3 mm und am unteren Ende 5 mm beträgt,
wenn man vor der Aluminiumzugabe 30 see wartet, erreicht in diesem Falle am oberen Ende 5 mm und am unteren
Ende 7 mm.
Herstellung von mittels Aluminium beruhigten Stahlblökken ausgehend von einem in der Gießpfanne mittels Silizium
halb-beruhigten oder unvollständig beruhigten Stahl:
-21-
509822/0
Man gießt fünf Blöcke mit "verlorenem Kopf" von 9 t aus einem Stahl, der in der Pfanne mittels Silizium halb
beruhigt wurde und dessen Analyse (durchgeführt an einer am Ende des Gießens des Blocks 2 entnommenen Gußprobe)
wie folgt ist: 0,011090 C, 0,612% Mn, 0,085% Si, 0,024% P,
0,019% S, 0,011% O2 (gesamt).
Diese fünf Blöcke werden in derselben Weise behandelt, d.h. sie werden zuerst 1 min (gerechnet vom Ende des Gießvorgangs
an) gerührt. Nach Ablauf von 1 min fügt man 5 kg Aluminium zu, wobei man mit dem Rühren fortfährt. Die
Aluminiumzugabe erfolgt dadurch, daß man Säcke von 1 kg auf die Oberfläche des Stahls wirft, und dauert 15 see.
Das Rühren wird dann noch während 1 min 45 see fortgesetzt. Der gesamte Arbeitsgang dauert folglich 3 min.
Bald nach dem Ende der Zugabe stellt man fest, daß eine
beträchtliche Menge von hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehender Desoxidationsschlacke zur Metalloberfläche
emporsteigt. Wenn das Rühren beendet ist, bringt man auf die Metalloberfläche die üblicherweise für solche mittels
Aluminium in der Gießpfanne beruhigte Blöcke verwendete Lunkerpulvermenge auf.
Das zu vorgewalzten Blöcken (blooms) verarbeitete Metall erweist sich bei der Ultraschallprüfung als unversehrt. Man bestimmt den Gesamtsauerstoffgehalt an
fünf vorgewalzten Blöcken, welche aus dem mittleren Teil
der fünf Gußblöcke stammen. Die Ergebnisse sind wie folgt:
Block 1 Block 2 Block 3 Block 4 Block
Gesamtsauerstoff gehalt 0,0047% 0,0038% 0,0052% 0,0042% 0,0032%
-22-
509822/0672
Durch die Behandlung in der Gußform wird somit eine beträchtliche Desoxidation erzielt.
Mehrere unter Einsatz eines größere oder geringere Mengen von C, Si oder Mn enthaltenden Stahls durchgeführte
Versuche liefern analoge Resultate; der Gesamtsauerstoffgehalt bleibt stets unter 0,006 Gew.-%.
Es sei festgestellt, daß man eine geringe Aluminiummenge in der Gießpfanne zusetzen kann, ohne die Verfahrensgrenzen zu überschreiten, natürlich vorausgesetzt, daß
der Stahl in der Pfanne nicht vollständig des-oxidiert wird. Wenn dies der Fall wäre, könnte man die Desoxidation
in der Gußform, welche das Ziel des vorliegenden Verfahrens bildet, selbstverständlich nicht vornehmen.
Herstellung von Blöcken aus halb-beruhigtem Stahl ausgehend von einem aufwallenden Stahl in der Gießpfanne,
wobei die Blöcke eine siliziumfreie Haut aufweisen:
Man gießt fünf viereckige Blöcke von 9,2 t, wobei man jeweils von einem in der Gießpfanne aufwallenden Stahl
ausgeht.
Die Höhe h der Blöcke beträgt 2 m. Der aufwallende Stahl enthält 0,0139 Gew.-% C, 0,029 Gew.-% P, 0,535 Gew.-%
Mn und 0,022 Gew.-% S.
Nach dem Gießen der fünf Blöcke (die Gießvorgänge betragen 2 min 30 see, 2 min 35 see, 2 min 55 see, 3 min
bzw. 3 min 25 see) läßt man das natürliche Aufwallen
-23-S09822/0672
während 1 min fortdauern. Dann bringt man zur Umwandlung des aufwallenden Stahls in halb-beruhigten Stahl in jede
Gußform vier Säcke von 1 kg Ferrosilizium (75% Si) ein. Die Zugabe der vier Säcke dauert 15 see. Man rührt den
Stahl, indem man Argon in den unteren Teil der Gußform mit Hilfe von zwei zwischen die Grundplatte und die Form
eingefügten Röhren einbläst. Aus. Bequemlichkeitsgründen wird das Rühren schon von Beginn des Gießvorgangs an mit jener
Menge des Spülgases (Argon) durchgeführt, welche erst nach der Zugabe des FerroSiliziums notwendig wird.
Diese Menge, welche 120 l/min pro Tonne Stahl beträgt,
wird also während des gesamten Arbeitsgangs, welcher 4 min seit dem Ende des Gießens in die Formen dauert, beibehalten.
Im Gegensatz zu Beispiel 1, wo man nicht die gesamte zur
Verfügung stehende Zeit T für die Behandlung aufwendet *(tA + tjj + tg ^; Tg), läßt man in diesem Falle den Vorgang
solange wie möglich dauern (tA + tß + tg = Tg). Tß
muß im vorliegenden Falle so hoch wie möglich sein, da sich die gebildeten Silikate wesentlich langsamer abgießen
lassen als die in Beispiel 2 gebildeten Aluminate.
Bald nach der Zugabe des Ferrosiliziums und dem Beginn des intensiven Rührens erscheint auf der Stahloberfläche
eine geringe Schlackenmenge. Man stellt fest, daß sich die Schlackenmenge beim Aufhören des Rührens vermehrt,
da die durch den Rühreffekt in das Blockinnere verschleppten Silikate nunmehr rasch aufsteigen können. Die
Analyse dieser Schlacke ergibt folgende Gewichtsanteile: 30,3% SiO2, 10,9% FeO, 6,9% Al3O3, 2,6% CaO und 48,0%
MnO.
-24-509822/0672
Die oberen Enden der Blöcke sind gekrümmtj der Niveauunterschied
zwischen Blockmitte und Blockrand beträgt 25 mm.
Diese fünf Blöcke werden in einem Blockwalzwerk zu einem Querschnitt von 200 χ 200 mm gewalzt. Der im Walzwerk bestehende
Anteil an "verlorenem Kopf" beträgt 2,796, 2,6%, 2,6%, 1,6% bzw. 2,J
Die an verschiedenen Niveaus jedes Blocks bestimmten Siliziumgehalte
sind aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich, welche die Verteilung des Siliziums im Block
angibt.
Stelle im Block in % Block-Nr,
der Blocklänge 12 3 4 5
oberes Blockende 0,025% 0,024% 0,022% 0,024% 0,023%
20% vom oberen Blockende 0,023% 0,026% 0,024% 0,022% 0,026%
40% vom oberen Blockende 0,024% 0,022% 0,022% 0,025% 0,024%
60% vom oberen Blockende 0,022% 0,022% 0,022% 0,023% 0,026%
80% vom oberen Blockende 0,023% 0,025% 0,025% 0,025% 0,022%
unteres Blockende 0,025% 0,023% 0,023% 0,022% 0,025% Beispiel 5
Herstellung von Blöcken von mittels Silizium halb-beruhigtem Stahl ausgehend von einem aufwallenden Stahl in der
Gießpfanne* wobei vor der FeSi-Zugabe eine begrenzte Aluminiumzugabe
erfolgt:
Der nach dem im Beispiel 4 genau beschriebenen Verfahren hergestellte Stahl weist im allgemeinen einen Sauerstoff-
509822/0672
gehalt von mehr als 0,010% auf} ein solcher Sauerstoffgehalt ist für einen halb-beruhigten Stahl normal, kann
jedoch für bestimmte Spezialerzeugnisse zu hoch sein. Man
suchte daher nach einer Variante, welche die Erzielung von niedrigeren Sauerstoffgehalten gestattet, als sie
gemäß Beispiel 4 oder auch nach den herkömmlichen Methoden zur Herstellung von halb-beruhigtem Stahl erreicht
werden.
Man vergießt einen in der Gießpfanne aufwallenden 'Stahl,
welcher. 0,125% C, 0,472% Mn, 0,022% P und 0,024% S enthält.
· · ·
Man gießt fünf Blöcke von jeweils 9,2 t. Die Blöcke Nr.
2 und Nr. 4 werden der in Beispiel 4 beschriebenen Behandlung unterworfen, d.h. man fügt 1 min nach dem Ende
des Gießvorgangs 4 kg FeSi zu, während das Rühren - gerechnet
vom Ende des Gießvorgangs - insgesamt 4 min dauert. Diese beiden Blöcke dienen zum Vergleich.
Die Blöcke Nr. 1, 3 und 5 werden ebenfalls 4 min gerührt. Man fügt jedoch nach 1 min nach dem Ende des Gießvorgangs
1,5 kg Aluminium und ferner 3 min nach dem Ende des Gießvorgangs, wenn durch das Rühren die abgeschiedene Hauptmenge
des infolge der Aluminiumzugabe erzeugten Aluminiumoxids
mitgerissen wurde, 2 kg FeSi hinzu. Außerdem setzt man zwischen der Aluminiumzugabe und der Ferrosiliziumzugabe
1,5 kg eines 60% Flußspat und 40% Natriumcarbonat enthaltenden Pulvers zu. Dieses Pulver stellt
ein Flußmittel dar, welches die Rückstände der durch das
Aluminium bewirkten Desoxidation flüssig bzw. fließfähig machen soll. Nach dem Aufhören des Rührens besitzen diese
drei Blöcke (ebenso wie die zwei Vergleichsblöcke) ein gewölbtes oberes Ende,
· -26-
509822/0672
Die fünf Blöcke werden gewalzt und anschließend mittels Ultraschall geprüftβ Das Ergebnis ist zufriedenstellend.
Die Bestimmung des Gesamtsauerstoffgehalts wird an vorgewalzten
Blöcken in einer dem Zentrum des Gußblocks entsprechenden Zone durchgeführt; die Ergebnisse sind wie
folgt:
Block 1
Block 2 (Vergleichsblock)
Block 3
Block 4 (Ver- . gleichsblock)
Block 5
Sauerstoffgehalt
0,007690 0,012996 . O,OO679o 0,011896 0,0071%
Bei den beiden Blockgruppen fällt ein bedeutender Unterschied
auf. Um ebenso niedrige Sauerstoffgehalte mit Hilfe eines Desoxidationsmittels auf ausschließlicher Ferrosiliziumbasis
zu erzielen, müßte man für einen höheren Siliziumgehalt des Blocks sorgen. Die Gefahr der Bildung
hohler Blöcke wäre sehr groß und entspräche dem Fall, daß das Silizium nach der in Beispiel 4 genau beschriebenen
Methode in die Gußform eingebracht oder ge~ maß dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von halbberuhigten Stählen in der Gießpfanne zugesetzt wurde.
Ein Großversuch gestattet einen Vergleich des Anteils des "verlorenen Kopfes" eines erfindungsgemäß verarbeiteten
Stahls mit jenem von Vergleichsblöcken aus einerseits aufwallendem Stahl und andererseits in der Gießpfanne
halb-beruhigtem Stahl.
Die bei diesen,drei Versuchen erzielten Resultate sind
wie folgt:
-27-
509822/0672
Erfindungsgemäß verarbeiteter Stahl: Anteil des
"verlorenen Kopfes" 2,9% (Mittelwert);
Aufwallender Stahl: Anteil des "verlorenen Kopfes" 5,4# (Mittelwert) und
Aufwallender Stahl: Anteil des "verlorenen Kopfes" 5,4# (Mittelwert) und
in der Gießpfanne halb-beruhigter Stahl: Anteil des "verlorenen Kopfes" 7,656 (Mittelwert).
Der vorgenannte "verlorene Kopf" ist jener, welcher in der Praxis zur Beseitigung sämtlicher Hohlraumspuren benötigt
wird.
Der vorgenannte Großversuch wird auch zur Bestimmung des für das Verfahren erforderlichen Argonverbrauchs herangezogen;
dieser beträgt 0,6 nr pro Block von 9 t.
Zur Bestimmung des Einflusses der Verbesserung des Oberflächenzustandes,
welche das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu in der Gießpfanne halb-beruhigtem Stahl
gewährleistet, walzt man zwei nach jeder dieser beiden Methoden erzeugte Gußblöcke zu Spundbohlen eines besonders
schwierig herstellbaren Typs. Im Falle des in
der Gießpfanne halb-beruhigten Stahls mußten 180 m der Spundbohlen auf einer Gesamtlänge von 1240 m repariert werden. Demgegenüber brauchten bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich 37 m an 1436 m Walzgut repariert zu werden. In beiden Fällen handelt es
sich um denselben Mangel» Offene Linien in der bei der Herstellung des Walzguts am stärksten belasteten Zone.
der Gießpfanne halb-beruhigten Stahls mußten 180 m der Spundbohlen auf einer Gesamtlänge von 1240 m repariert werden. Demgegenüber brauchten bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich 37 m an 1436 m Walzgut repariert zu werden. In beiden Fällen handelt es
sich um denselben Mangel» Offene Linien in der bei der Herstellung des Walzguts am stärksten belasteten Zone.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbaren Vorteile
sind somit leicht erkennbar. Das Verfahren der
Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von zusammengesetzten Blöcken, sei es aus mittels Silizium
Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von zusammengesetzten Blöcken, sei es aus mittels Silizium
509822/0672
halb-beruhigtem Stahl und mit einer Haut aus aufwallendem Stahl, sei es aus mittels Aluminium beruhigtem Stahl
mit einem sehr geringen Gehalt an gebundenem Aluminium (Aluminiumoxid), der höchstens 0/00;$ beträgt, sowie ebenfalls
mit einer Haut aus aufwallendem . Stahl.
509822/0672
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Stahlblocks,
welcher in der Haut eine andere Stahlzusammensetzung als im Kern aufweist, wobei man in einer Gießpfanne
einen unvollständig beruhigten (insbesondere aufwallenden bzw.. unberuhigten oder halb-beruhigten)
Stahl einer Vorbehandlung unterwirft und anschließend in eine gegebenenfalls mit einer Haube für den "verlorenen
Kopf" ausgerüstete Gußform gießt, nach dem Füllen der Form und Verstreichen einer vorbestimmten
Zeitspanne dem in der Gußform befindlichen Stahl ein Desoxidationsmittel zusetzt und den Stahl mit Hilfe
eines nahe dem Boden der Gußform in den Stahl eingeblasenen Gases umrührt bzw. aufwirbelt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugabe des Desoxidationsmittels, das intensive Umrühren des Stahls und das Abgießen bzw.
die Abscheidung der Einschlüsse während der Phase der basaltischen Kristallisation des Stahls stattfinden,
und daß das intensive Umrühren (ausgedrückt in min) von einer Dauer ist, die zumindest der halben Höhe
des Blocks (ausgedrückt in m) gleichkommt.
2. Verfahren1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die der Bildung der Haut, der Zugabe des Desoxidationsmittels und dem intensiven Umrühren nach der
genannten Zugabe gewidmete Zeitspanne (in min) höchstens etwa der doppelten Höhe des Blocks (ausgedrückt
in m) entspricht.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen ersten Teil der Periode der basaltischen
-30-
509822/0672
Kristallisation zur Erzeugung einer Blockhaut verwendet, welche von dem in die Gußform eingebrachten Desoxidationsmittel
befreit ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstahl einen Stahl verwendet, welcher
bezüglich seines Kohlenstoff- und Mangangehalts die Merkmale eines halb-beruhigten Stahls, bezüglich seines
Sauerstoffgehalts jedoch die Merkmale eines aufwallenden (unberuhigten) Stahls aufweist, und daß man
diesem Stahl nach dem Eingießen in die Gußform sowie einer bestimmten Watezeit als Desoxidationsmittel mindestens ein Desoxidans auf Siliziumbasis in einem zur
Erzielung eines halb-beruhigten Stahls ausreichenden Anteil zusetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Zugabe des Desoxidans auf Siliziumbasis
ein Desoxidans auf Aluminiumbasis einsetzt, jedoch nicht in einer ausreichenden Menge für die Herabsetzung
des Sauerstoffgehalts des Stahls auf den einem halb-beruhigten Stahl entsprechenden Wert, und daß man
anschließend ein Desoxidans auf Siliziumbasis in einem ausreichenden Anteil für die Vollendung der Desoxidation
des Stahls bis zu dem halb-beruhigtem Stahl entsprechenden Wert zusetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche des gerührten Metalls ein Flußmittel
aufbringt, um die Rückstände der durch das Aluminium bewirkten Desoxidation flüssig bzw. fließfähig
zu machen.
-31-
509822/0672
7« Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß
man in der Gußform als Desoxidans Aluminium in einer
zur Erzielung eines beruhigten Stahls ausreichenden Menge zusetzt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch'
gekennzeichnet, daß man einen in der Gießpfanne ausschließlich mittels Silizium unvollständig beruhigten
Stahl einsetzt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die freie Oberfläche
des flüssigen Stahls mit einer Schicht von mit dem Stahl nicht mischbarer synthetischer Schlacke überzieht.
■ -
10. Zusammengesetzter Stahlgußblock, dessen Haut aus aufwallendem (unberuhigtem) Stahl besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus halb-beruhigtem Stahl
besteht.
11. Zusammengesetzter Stahlgußblock, dessen Haut aus aufwallendem Stahl und dessen Kern aus mittels Aluminium
beruhigtem Stahl bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl im Kern höchstens 0,003 Gew.-%
Aluminiumoxid enthält.
12. Zusammengesetzter Stahlgußblock, dessen Haut aus mittels Silizium halb-beruhigtem oder unvollständig-beruhigtem Stahl
und dessen Kern aus mittels Aluminium beruhigtem. Stahl bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl
im Kern höchstens 0,006 Gew.-% Sauerstoff enthält.
50 982 2/067 2
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7341663A FR2252153B1 (de) | 1973-11-22 | 1973-11-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2454554A1 true DE2454554A1 (de) | 1975-05-28 |
Family
ID=9128135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742454554 Ceased DE2454554A1 (de) | 1973-11-22 | 1974-11-18 | Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten stahlbloecken |
Country Status (19)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3990497A (de) |
JP (1) | JPS5084424A (de) |
AR (1) | AR201887A1 (de) |
AT (1) | AT342795B (de) |
BE (1) | BE822440A (de) |
BR (1) | BR7409690A (de) |
CA (1) | CA1032728A (de) |
DE (1) | DE2454554A1 (de) |
ES (1) | ES431734A1 (de) |
FR (1) | FR2252153B1 (de) |
GB (1) | GB1494483A (de) |
IN (1) | IN140081B (de) |
IT (1) | IT1025897B (de) |
LU (1) | LU71318A1 (de) |
MX (1) | MX3115E (de) |
NL (1) | NL7415268A (de) |
PL (1) | PL93404B1 (de) |
SE (1) | SE404145B (de) |
ZA (1) | ZA747429B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0013271A1 (de) * | 1978-12-21 | 1980-07-09 | Arbed S.A. | Verfahren zur Herstellung von halbberuhigtem Stahl |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AR216251A1 (es) * | 1978-07-17 | 1979-11-30 | Uss Eng & Consult | Metodo para la produccion de lingotes de acero estabilizado |
FR2433994A1 (fr) * | 1978-08-21 | 1980-03-21 | Arbed | Procede de fabrication d'acier pour la production de toles galvanisees aptes a l'emboutissage extra-profond |
US4405381A (en) * | 1980-02-15 | 1983-09-20 | Republic Steel Corporation | Steel products such as bars, compositionally non-rimming and internally aluminum killed, having good surface condition |
CN110819761B (zh) * | 2019-11-26 | 2020-10-30 | 二重(德阳)重型装备有限公司 | 下注钢锭或电极坯及其制备方法 |
CN112935204A (zh) * | 2021-01-30 | 2021-06-11 | 兰溪市博远金属有限公司 | 一种高物理性能的铝锭制造工艺及其固化工艺 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1219183B (de) * | 1962-03-28 | 1966-06-16 | Reisholz Stahl & Roehrenwerk | Verfahren zur Verhinderung von Kernfehlern in Gussbloecken |
DE1458941B1 (de) * | 1965-05-03 | 1970-05-27 | Thyssen Huette August Ag | Verfahren zur Herstellung von beruhigtem Stahl |
US3688831A (en) * | 1969-07-18 | 1972-09-05 | Bethlehem Steel Corp | Killed steel and method of making same |
US3865643A (en) * | 1972-08-31 | 1975-02-11 | United States Steel Corp | Deep drawing sheet steel |
-
1973
- 1973-11-22 FR FR7341663A patent/FR2252153B1/fr not_active Expired
-
1974
- 1974-10-30 SE SE7413644A patent/SE404145B/xx unknown
- 1974-11-07 ES ES431734A patent/ES431734A1/es not_active Expired
- 1974-11-08 AR AR256468A patent/AR201887A1/es active
- 1974-11-15 GB GB49534/74A patent/GB1494483A/en not_active Expired
- 1974-11-18 DE DE19742454554 patent/DE2454554A1/de not_active Ceased
- 1974-11-18 US US05/524,809 patent/US3990497A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-11-19 IN IN2566/CAL/74A patent/IN140081B/en unknown
- 1974-11-19 CA CA214,177A patent/CA1032728A/en not_active Expired
- 1974-11-20 LU LU71318A patent/LU71318A1/xx unknown
- 1974-11-20 ZA ZA00747429A patent/ZA747429B/xx unknown
- 1974-11-20 AT AT929374A patent/AT342795B/de not_active IP Right Cessation
- 1974-11-20 BR BR9690/74A patent/BR7409690A/pt unknown
- 1974-11-21 PL PL1974175811A patent/PL93404B1/pl unknown
- 1974-11-21 IT IT29692/74A patent/IT1025897B/it active
- 1974-11-21 BE BE2053992A patent/BE822440A/xx unknown
- 1974-11-22 NL NL7415268A patent/NL7415268A/xx not_active Application Discontinuation
- 1974-11-22 JP JP49135025A patent/JPS5084424A/ja active Pending
- 1974-11-22 MX MX10006274U patent/MX3115E/es unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0013271A1 (de) * | 1978-12-21 | 1980-07-09 | Arbed S.A. | Verfahren zur Herstellung von halbberuhigtem Stahl |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATA929374A (de) | 1976-12-15 |
ES431734A1 (es) | 1976-11-16 |
BE822440A (fr) | 1975-05-21 |
JPS5084424A (de) | 1975-07-08 |
AT342795B (de) | 1978-04-25 |
FR2252153B1 (de) | 1978-04-14 |
FR2252153A1 (de) | 1975-06-20 |
AR201887A1 (es) | 1975-04-24 |
GB1494483A (en) | 1977-12-07 |
IN140081B (de) | 1976-09-11 |
US3990497A (en) | 1976-11-09 |
MX3115E (es) | 1980-04-18 |
SE7413644L (de) | 1975-05-23 |
LU71318A1 (de) | 1975-05-28 |
AU7554374A (en) | 1976-05-20 |
BR7409690A (pt) | 1976-05-25 |
PL93404B1 (de) | 1977-05-30 |
IT1025897B (it) | 1978-08-30 |
SE404145B (sv) | 1978-09-25 |
CA1032728A (en) | 1978-06-13 |
ZA747429B (en) | 1975-11-26 |
NL7415268A (nl) | 1975-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2518367C3 (de) | Verfahren und Gießform zum Herstellen von Gußeisen mit kugelförmigem Graphit | |
DE4003568A1 (de) | Giessschnauze fuer erschmolzenen stahl | |
DE2322604C3 (de) | Verfahren zum Entschwefeln von in der Pfanne vollständig desoxidiertem, flüssigen Stahl | |
DE2454554A1 (de) | Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten stahlbloecken | |
DE2944771A1 (de) | Verfahren zum frischen von stahl | |
DE2303519A1 (de) | Gusszusammensetzung zum erzeugen von goldlegierungen | |
DE2133585C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von Gießereiformen und -kernen aus einem selbsthärtenden fließfähigen Sandgemisch | |
DE1193204B (de) | Verfahren und Anordnungen zum Giessen von Eisenlegierungen | |
DE2944159C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Brammen-Stranggießen mit elektromagnetischer Rührung | |
DE1608595B1 (de) | Verfahren zum Herstellen von alterungsbestaendigem Tiefziehstahl | |
DE2406845A1 (de) | Stahlraffinationsverfahren | |
DE849247C (de) | Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Stahl mit einem besonders hohen Grad mikrographischer Reinheit | |
DE2446637B2 (de) | Automatenstaehle im gusszustand | |
DE2323503A1 (de) | Verfahren zum zusetzen von blei zu geschmolzenem stahl | |
DE2140142A1 (de) | Verfahren zum Gießen von Rohstahl blocken | |
DE2550620A1 (de) | Verfahren zum einverleiben eines hochreaktiven materials in geschmolzenen stahl | |
DE2811546A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen von stahl | |
AT143287B (de) | Verfahren zur Regenerierung verbrauchter Desoxydationsschlacke mit Hilfe eines Reduktionsmittels. | |
DE849711C (de) | Stahlreinigung bzw. Legierungsverfahren unter Verwendung von geschmolzenem Aluminium | |
DE1433546C (de) | Verfahren zur Herstellung eines lunkerfreien beruhigt oder teilweise beruhigt vergossenen Stahls | |
DE2251522A1 (de) | Stahlstrangguss mit innenkuehlung | |
DE1508229C (de) | Verwendung von nicht pyrophor!.m, pul verfbrmigem Eisenschwamm als metaliurgi scher Zusatz zu flussigem Gußeisen oder Stahlen | |
DE1143839B (de) | Verfahren zur Herstellung von unberuhigtem Massenstahl | |
DE287786C (de) | ||
AT387984B (de) | Verfahren zum desoxidieren von stahlschmelzen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8131 | Rejection |