DE2460291A1

DE2460291A1 - Blasverfahren zum erzielen sehr geringer kohlenstoffgehalte in chromstaehlen

Info

Publication number: DE2460291A1
Application number: DE19742460291
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-08-07
Also published as: IN143768B; CA1029558A; ES433754A1; JPS5512163B2; DD116262A5; JPS50109111A; IT1027311B; GB1428102A; AU7770275A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. R.BEETZ sen. Dipl.-lng. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R.BEETZ jr.

8 München 22, steinsdorfstr.10 Tel. (089)22 7201/227244/295910

Telegr. Allpatent München Telex 522048

310-23.559p

19. 12. 1974

CREUSOT- LOIRE, Paris (Frankreich)

Blasverfahren zum Erzielen sehr geringer Kohlenstoffg ehalte

in Chromstählen

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung niedriger Kohlenstoffgehalte in Chrom enthaltenden Legierungsstählen, insbesondere nichtrostenden Stählen.

Es ist bekannt, daß die Entkohlung von chromhaltigen Stahlschmelzen ohne merklichen Chrom verlust an die Schlacke nur erfolgen kann, wenn man sich der einen oder der anderen folgender beider Maßnahmen bedient:

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310-(74/7)-T-r (12)

-Z-

a) Entkohlung bei sehr hoher Temperatur,

b) Entkohlung unter verringertem Kohlenoxidpartialdruck.

Die Temperatur muß um so höher oder auch der Partialdruck des Kohlenmonoxids um so niedriger sein, je geringer der Kohlenstoffgehalt des Bades und je höher sein Chromgehalt ist.

Unter Anwendung der zweiten Maßnahme, d. h. eines um so niedrigeren Kohlenmonoxidpartialdrucks, je niedriger der Kohlenstoffgehalt des Bades ist, hat die Anmelderin in der DT-AS 2 215 435 neue Verfahrensbedingungen zum Frischen von Bädern aus nichtrostendem Stahl mittels doppelter oder dreifacher Düsen, insbesondere dreifacher Düsen, beschrieben, in die:

- Heizöl im äußeren Ringraum injiziert wird, um die Düse und den Konverterboden gegen Heiß verschleiß zu schützen, und

- Sauerstoff, Wasserdampf, neutrale Gase gleichzeitig oder nacheinander im Zustand von Mischungen oder als getrennte Fluide injiziert werden können.

Insbesondere kann entsprechend der Beschreibung der genannten DT-AS die Frischreihenfolge eines Bades von nichtrostendem Stahl mittels dreifacher Düsen vorteilhaft die folgende sein:

- Frischen mit reinem Sauerstoff über die zentralen Querschnitte der Dreifachdüsen unter Einführung von Heizöl am Umfang bis zu einem Kohlenstoffgehalt über 0,4 %,

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- Frischen mit Wasserdampf im Zentrum' der Düsen unter Einführung von Sauerstoff im mittleren Ring jeder Düse und Beibehaltung des Einführens von Heizöl zum Schutz jeder Düse im Umfangsring bis zu einem Kohlenstoffniveau von mindestens 0,1%.

Der Wasserdampf bringt hier drei Vorteile:

a) seine Dissoziation liefert Sauerstoff, der die Weiterführung des Frischens des Bades ermöglicht,

b) seine Dissoziation liefert Wasserstoff, der ein Verdünnungsmittel des Kohlenoxids ist und insofern die Entkohlung im Verhältnis zur Chromverschlackung begünstigt, und

c) der endotherme Effekt seiner Dissoziation ist ein Mittel zur Einwirkung auf die Wärmebilanz des Vorganges, doch zum Erhalten von Stahl mit sehr geringem Kohlenstoffgehalt, z. B. unter 0,015 %, kann die mit dem Wasserdampf allein erzielte Verdünnungswirkung unzureichend werden, um eine zu hohe Chromverschlackung zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese übermäßige Verschlackung des Chroms ohne Anwendung besonders hoher Temperaturen zu vermeiden und gleichzeitig die gewünschten sehr niedrigen Kohlenstoffgehalte zu erzielen.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zum Blasen eines Chromstahlbades mittels aus je drei

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Λ.

konzentrischen Rohren bestehender, unterhalb des Metallschmelzenspiegels einblasender Düsen zum Erzielen sehr geringer Kohlenstoffgehalte des Stahls unter Vermeidung einer übermäßigen Verschlackung des Chroms, mit dem Kennzeichen, daß man gleichzeitig Wasserdampf in das eine der beiden nicht äußeren Rohre, ein nicht oxydierendes Gas in das andere nicht äußere Rohr und ein Verschleißschutzfluid in den Umfangsringraum einbläst und den Durchsatz von Wasserdampf und nicht oxydierendem Gas derart einstellt, daß man einerseits die Chromverschlackung während des Erzielens der erwünschten niedrigen Kohlenstoffgehalte im Bad begrenzt und andererseits die Regulierung der Temperatur des Bades beherrscht.

Wie man versteht, liegt einer der Hauptvorteile der Erfindung in einer Über Verdünnungswirkung auf das Kohlenoxid dank der Einführung des nicht oxydierenden Gases, dessen Verdünnungswirkung zu der des von der Dissoziation des Wasserdampfes stammenden Wasserstoffs hinzukommt.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist der, daß man das relative Anteilsverhältnis zwischen dem Wasserdampf und dem nicht oxydierenden Gas so variieren kann, um die Badtemperatur gut zu beherrschen, da ein nicht oxydierendes Gas weniger abkühlend als das gleiche Volumen an Wasser ist.

Dieses nicht oxydierende Gas kann Wasserstoff oder Argon sein, wenn man den Chromstahl mit niedrigen Gehalten an Stickstoff zu erzeugen wünscht. Dieses nicht oxydierende Gas kann aber auch Stickstoff sein, wenn die Festlegung der herzustellenden Stahlanalyse eine

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gewisse Aufstickung zuläßt. Andererseits kann nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung der Stickstoffdurchsatz auch ausreichend stark eingestellt werden, um die Erzeugung von Chromstählen mit bewußt hohem Stickstoffgehalt zu verwirklichen.

Das Einblasen von Stickstoff kann so ein Vorteil für die stark aufgestickten Stahlarten mit einem Gehalt bis zu 0,15 bis 0,25 % Stickstoff bedeuten.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll ein diese nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel des beanspruchten Blas Verfahrens erläutert werden.

In einem mit Dreifachdüsen ausgerüsteten 6-6-Konverter wird das Bad bis zu einem Kohlenstoffgehalt in der Größenordnung von 0,145 % mittels Einblasens von Sauerstoff und Wasserdampf gefrischt, während eine Einführung von Heizöl die Düsen gegen Heißverschleiß schützt. Die Temperatur des Bades ist dam
und der Stickstoffgehalt 320 ppm.

Die Temperatur des Bades ist dann 1690 C, der Chromgehalt 15,2

Das Frischen wird mit Einblasen von Wasserdampf während 5 Minuten bei einem Durchsatz von 6 kg/min im Zwischenringquerschnitt der Düsen und einem Durchsatz von 4 kg /min im zentralen Querschnitt der Düsen fortgesetzt, während der Umfangsringquerschnitt der Düsen weiterhin mit Heizöl gespeist wird.

Am Ende dieser Phase ist der Kohlenstoffgehalt 0,045 %, der Chromgehalt 14,5 %, die Temperatur 1660 C und der Stickstoffgehalt 290 ppm.

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Zu diesem Zeitpunkt des Frischvorganges setzt das erfindungsgemäße Blasverfahren ein: Das Frischen wird nun während 9 Minuten in folgender Weise fortgesetzt:

- Einblasen von Wasserdampf im Zwischenringraum der Düsen mit einem Durchsatz von 10 kg/min,

- Einblasen von Stickstoff im Zentralrohr der Düsen mit einem

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Durchsatz von 3,7 Nm /min,

- Einblasen von Heizöl im Umfangsringraum der Düsen mit einem Durchsatz von 0,2 l/min und je Düse.

Am Ende dieser Phase ist der Kühlenstoffgehalt des Bades auf 0,009 % abgesunken, der Chromgehalt beträgt 13,3 %, die Badtemperatur 1620 °C und der Stickstoffgehalt 1090 ppm.

Auf diese gesamte Frischbehandlung folgt ein Verfahrensschritt zur Reduktion der in der dabei gebildeten Schlacke enthaltenen Chromoxide. Nach Zusatz des Reduktions gemisches, das z. B. aus Kalk und Ferrosilizium besteht, werden das Bad und die Schlacke im Konverter während etwa 8 Minuten mittels eines eingeblasenen Stickstoffdurch-

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satzes von 3,8 Nm /min gerührt.

Die Endanalyse des Stahls ist dann:

0,013 % Kohlenstoff
17,0 % Chrom
0,195 % Stickstoff.

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Die Temperatur des Bades beträgt nun 1590 C.

Selbstverständlich lassen sich innerhalb des Bereichs der Erfindung Varianten und Verbesserungen von Einzelheiten sowie die Anwendung äquivalenter Mittel vorstellen. So können im Fall der erläuterten Dreifachdüsen der Wasserdampf auch im Zentralrohr und das nicht oxydierende Gas im Zwischenringraum der Düsen eingeblasen werden, während gewöhnliche Luft im Umfangsringraum zugelassen wird.

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Claims

2Λ60291 Patentansprüche

1. Verfahren zum Blasen eines Chromstahlbades mittels aus je drei konzentrischen Rohren bestehender, unterhalb des Metanschmelzespiegels einblasender Düsen zum Erzielen sehr geringer Kohlenstoffgehalte des Stahls unter Vermeidung einer übermäßigen Verschlackung des Chroms, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig Wasserdampf in das eine der beiden nicht äußeren Rohre, ein nicht oxydierendes Gas in das andere nicht äußere Rohr und ein Verschleißschutzfluid in den Umfangsringraum einbläst und den Durchsatz von Wasserdampf und nicht oxydierendem Gas derart einstellt, daß man einerseits die Chroinverschlackung während des Erzielens der gewünschten niedrigen Kohlenstoffgehalte im Bad begrenzt und andererseits die Regulierung der Temperatur des Bades beherrscht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gleichzeitig wie der Wasserdampf geblasenes nicht oxydierendes Gas Wasserstoff verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gleichzeitig wie der Wasserdampf geblasenes nicht oxydierendes Gas Stickstoff oder Argon oder Helium verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3 unter Verwendung von Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stickstoffdurchsatz ausreichend hoch zum Herstellen von Chromstählen mit hohem Stickstoffgehalt in der Größenordnung von 0,1 bis 0,25 % einstellt. -

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