DE2737832A1

DE2737832A1 - Verfahren zur herstellung von rostfreien staehlen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2737832A1
Application number: DE19772737832
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Brod; Otto Ing Grad Fischer; Helmut Dipl Ing Georges; Wilfried Dipl Ing Pulvermacher; Wolfgang Dipl Ing Rubens
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1977-08-22
Filing date: 1977-08-22
Publication date: 1979-03-01
Also published as: IT7826928A0; JPS5443113A; JPS568084B2; FR2401225A1; IT1098098B; GB2002818A; FR2401225B1; US4178173A; GB2002818B; AT370774B; SE443154B; SE7808526L; ATA606178A; ES472730A1; DE2737832B2; AR216170A1; DE2737832C3

Description

PATENTANWALTS BÜRO D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWAUE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ «pl.-lng. W. HORACK ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Fried.Krupp Hüttenwerke AG.
4630 Bochum

Verfahren zur Herstellung von rostfreien Stählen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von rostfreien Stählen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Rostfreie Stähle mit hohen Cr-Gehalten, insbesondere rostfreie Cr-Ni-Stähle sollen einen möglichst niedrigen C-Gehalt aufweisen, da dies für die Korrosionsbeständigkeit, insbesondere die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, wesentlich ist. Ein vorteilhaftes Verfahren zur Erschmelzung derartiger Stähle besteht darin, Cr- oder Cr-Ni-haltige Stahlschmelzen mit höheren C-Gehalten, z.B. 1 % in einem Konverter zu frischen, der sowohl mit einer Blaslanze als auch mit Blasdüsen unterhalb des Badspiegels versehen ist. Eine entsprechende Anordnung ist z.B. in der DT-OS 25 25 355 beschrieben. Beim Prischen wird in der ersten Prischphase

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ausgehend von den höheren C-Gehalten bis hinunter von z.B. o,45 % das Prischmittel Sauerstoff nur durch die Blaslanze zugeführt, während gleichzeitig durch die Blasdüsen Inertgas geblasen wird, um einerseits eine Umwälzung der Stahlschmelze zu bewirken und andererseits eine Kühlung der Blasdüsen zu bewirken. Gleichzeitig verhindert dieses Einblasen von Inertgas ein Eindringen der Stahlschmelze in die Blasdüsen. In den nachfolgenden Prischphasen wird dann die Blaslanze nicht mehr eingesetzt, sondern der Frischvorgang ausschließlich durch Einblasen von Frischmittel durch die Düsen vorgenommen, wobei das Frischmittel in Kombination mit einem Inertgas, insbesondere Argon, eingeblasen wird. Es gehört zum Stand der Technik, mit sinkendem C-Anteil in der Stahlschmelze den Anteil des Frischmittels im Verhältnis zum Anteil des Inertgases zu verringern.⁺'Um den Frischprozeß in einer wirtschaftlich vernünftigen Zeit durchzuführen, ist es erstrebenswert, auch in den nachfolgenden Frischphasen der Stahlschmelze möglichst viel Gas durch die Düsen zuzuführen. Dies setzt eine entsprechende Anzahl von Blasdüsen mit einem entsprechnd hohen Querschnitt voraus.

Ausgangspunkt der vorliegenden Anmeldung ist die Feststellung, daß bei dem bekannten Verfahren zum Schutz der Blasdüsen eine sehr hohe Menge Inertgas erforderlich ist. Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln, die es erlaubt, die Stahlschmelzen in kurzen Zeiten zu frischen, wobei der Inertgas-Anteil nach Möglichkeit verringert werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Querschnitt veränderliche Blasdüsen verwendet werden, mit der Maßgabe, daß der Querschnitt der Blasdüsen in der ersten Frischphase weitmöglichst verringert wird und in der darauf folgenden Frischphase weitmöglichst vergrößert wird. Nach

⁺⁾(Stahl und Eisen 1976, S.1255/56) - 3 -

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einem bevorzugten Verfahren wird in der ersten Frischphase auf C-Gehalte unter ο,45 % gefrischt, wobei der Querschnitt der Blasdüsen gegenüber den nachfolgenden Frischphasen mindestens 3o % verringert ist. Besonders vorteilhaft ist es, den Querschnitt der Blasdüsen um mehr als 5o % zu verringern.

Es hat sich gezeigt, daß diese Querschnittsverringerung und die damit verbundene verringerte Zufuhr von Inertgas, insbesondere Argon, die Schmelzzeit nicht beeinträchtigt, da offenbar immer noch genug Inertgas der Stahlschmelze zugeführt wird, um das Bad in Bewegung zu halten. Gleichzeitig reichen aber Druck und Strömungsgeschwindigkeit aus, um die Blasdüsen wirksam vor der Stahlschmelze zu schützen. Mit der erfindungsgemäßen Lehre ist es also möglich, den Inertgas-Anteil in der ersten Frischphase erheblich herabzusetzen, ohne daß das metallurgische Ergebnis oder der Zeitaufwand beeinträchtigt werden.

So konnte bei einer 80-Tonnen-Stahlschmelze der Anteil an Inertgas in der ersten Frisehphase von nach dem Stand der Technik z.B. o,4o Nnr/tmin auf weniger als o,2o Nnr/tmin gesenkt werden.

Für 60 bis 80-Tonnen-Schmelzen ist es sinnvoll, die erste Frisehphase für 8 bis 15 Minuten, insbesondere etwa 12 Minuten, durchzuführen, wobei der C-Gehalt von z.B. 1,5 bis 2,o % auf weniger als o,4 % gesenkt werden kann. In dieser Phase ist es vorteilhaft, durch die vorhandenen Düsen Io bis 15 Nm Inertgas/min durchzublasen, demgegenüber wurden beim Stand der Technik Mengen von etwa 25 Nnr Inertgas/min benötigt. Nachfolgend schließen sich vorteilhafterweise zwei weitere Frischphasen an, in denen ohne Verwendung der Sauerstofflanze gefrischt wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden in diesen nachfolgenden Frischphasen zweckmäßiger-

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weise mindestens 5o Nm Gas/min zugeführt, wobei das Mischungsverhältnis des Gases Argon/Sauerstoff zunächst etwa 1:1 und mit sinkendem C-Gehalt etwa 1:2 betragen sollte. Mit dem Mischungsverhältnis von 1:1 kommt man ohne wesentliche Cr-Verschlackung auf C-Gehalte von o,12 bis ο,18 %. Mit dem Mischungsverhältnis 1:2 kommt man auf C-Gehalte ^ = o,o3 % C.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Konverter mit einer Blaslanze und Blasdüsen unterhalb des Badspiegels, wobei in jeder der Blasdüsen ein sich axial über die gesamte Düsenlänge erstreckender Stab angeordnet ist, der vom Düsenende aus axial verschiebbar ist. Diese axiale Verschiebung dient dazu, den Stab während der ersten Frischphase in die Düse einzufahren, so daß auch bei stark verringerten Inertgas-Anteilen nicht die Gefahr besteht, daß Stahlschmelze in die Düse eindringt, da der Druck des Inertgases unverändert bleibt. Bei den nachfolgenden Frischphasen kann dann der Stab über eine am Düsenende angebrachte Stopfbuchse aus der Düse herausgezogen werden, so daß die Düse mit ihrem vollen Querschnitt für den Frischvorgang zur Verfügung steht. Die Düse hat bei neu zugestelltem Konverter etwa eine Länge von rd. 1 m und sie verschleißt vom Düsenanfang her mit der feuerfesten Zustellung im Laufe der Konverterreise bis auf etwa die Hälfte ihrer Länge. Der in der Düse angeordnete Stab kann z.B. aus einem keramischen Werkstoff oder aus Metall, insbesondere Kupfer, bestehen. Der Stab verschleißt zusammen mit der Düse während der Konverterreise in seinem vorderen Teil.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt des Konverters und

Fig. 2 eine Blasdüse in vergrößertem Naßstab im Querschnitt.

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Der insgesamt mit 1 bezeichnete Konverter weist eine feuerfeste Ausmauerung 2 auf. In dem Konverter befindet sich die Stahlschmelze 3, deren Oberfläche durch den Badspiegel 4 gebildet wird. Auf dem Badspiegel befindet sich üblicherweise Schlacke (nicht dargestellt). Oben reicht in den Konvertermund eine Blaslanze 5. Unterhalb des Badspiegels 4 sind mehrere Blasdüsen 6 angeordnet. Die Blasdüsen befinden sich verteilt auf der Hälfte des Konverters kurz oberhalb des Konverterbodens. Es können z.B. drei bis sechs Blasdüsen in gleichem Abstand voneinander angeordnet sein.

In der Fig. 2 ist eine dieser Blasdüsen 6 in vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Blasdüsen bestehen aus einem Mantelrohr 7 mit Anschluß 8 und aus einem axial hierzu angeordnet weiter innen liegenden Zentralrohr 9 mit Anschluß Io. In dem Zentralrohr 9 befindet sich koaxial zum Mantelrohr 7 und zum Zentralrohr 9 ein Stab 11, der sich vom Düsenanfang 14 bis zum Düsenende 13 über die gesamte Länge der Blasdüse 6 erstreckt. Am Düsenende 13 kann der Stab 11 über eine Stopfbuchse 12 eingeführt werden. Der Stab kann z.B. mit nicht gezeigten mechanischen Mitteln herausgezogen oder hereingeschoben werden. In der Figur hat der Stab 11 etwa den halben Querschnitt des Durchmessers des Zentralrohres 9. Ein derartiger Querschnitt hat sich in der Praxis gut bewährt.

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Claims

PATENTANWALTS B OH O D-4 DÜSSELDORF . BCHUMANN8TR. 97 PATENTANWÄITE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FlORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing.. Dipl.-Wirt5ch.-lng. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ Fried.Krupp Hüttenwerke AG, Bochum Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von rostfreien Stählen mit niedrigsten C-Gehalten aus einer Cr oder Cr-Ni-haltigen Stahlschmelze mit höheren C-Gehalten in einem Konverter, der mindestens eine Blasdüse unterhalb des Badspiegels und mindestens eine Blaslanze oberhalb des Badspiegels aufweist, wobei in mehreren aufeinanderfolgenden Prischphasen der Stahlschmelze in der ersten Prischphase Sauerstoff durch die Blaslanze und Inertgas durch die Blasdüse und in darauf folgenden Frischphasenstahlschmelze durch die Blasdüsen Sauerstoff in Kombination mit Inertgas zugeführt wird, wobei mit sinkendem C-Anteil in der Stahlschmelze der zugeführte Sauerstoffanteil im Verhältnis zum Inertgasanteil gesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt veränderliche Blasdüsen verwendet werden, mit der Maßgabe, daß der Querschnitt der Blasdüse in der ersten Frischphase weitmöglichst verringert wird und in den darauf iölgenden Frischphasen weitmöglichst vergrößert wird.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Prischphase auf C-Gehalte unter o,45 % gefrischt wird, wobei der Querschnitt der Blasdüse gegenüber den nachfolgenden Frischphasen um mindestens 3o % verringert wird.

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch oder 2, mit einem Konverter, der mindestens eine Blasdüse unterhalb des Badspiegels und mindestens eine Blaslanze oberhalb des Badspiegels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Blasdüse (6) ein sich axial über die gesamte Düsenlänge erstreckender Stab (11) angeordnet ist, der vom Düsenende (13) aus axial verschiebbar ist.

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