DE2745722B2

DE2745722B2 - Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl

Info

Publication number: DE2745722B2
Application number: DE2745722A
Authority: DE
Inventors: James Stephen Grosseile Mich. Adams; Henry Desmont Aurora Ohio Thokar; Paul Arthur Chippaqua N.Y. Tichauer
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-01-11
Filing date: 1977-10-11
Publication date: 1980-08-28
Also published as: AU3019877A; DE2759748C2; GB1597598A; FI772995A; HU177270B; DE2745722A1; SE7711341L; PL201568A1; DE2745722C3; ES472579A1; PH12963A; YU242777A; ZA775918B; NL7711164A; FR2376900A1; ES463059A1; PL122283B1; ES472578A1; NO145277C; JPS5736332B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl mit Kohlenstoffgehalten von maximal 0,10% und Stickstoffgehalten von maximal 0,005% nach dem Sauerstoffaufblasverfahren, wobei zusätzlich während eines Teiles der Blaszeit ein stickstofffreies Fluid eingeleitet wird.

Beim Herstellen von niedriggekohltem Stahl im Sauerstoffaufblasverfahren kann es leicht zu Verunreinigungen der Schmelze durch atmosphärischen Stickstoff und damit zu einer vorzeitigen Alterungshärtung des Stahls kommen, die ihrerseits zu einer Kaltverfestigung (Reck- oder Stauchaltern), zu mangelhaften Oberflächeneigenschaften und zu einem unerwünschten Aussehen des Endprodukts führt.

Es ist bekannt (AT-PS 1 68 259), bei der Stahlherstellung nach dem Sauerstoffaufblasverfahren einen zentralen Sauerstoffstrom mit einem nach außen divergierenden Schutzgasstrom zu umgeben, dessen Aufgabe es ist, den von dem Sauerstoffstrom getroffenen Teil der Schmelzbadoberfläche von Schlacke freizuhalten, und der die Reaktion unter einem nahezu vollständigen Schutzmantel ablaufen läßt.

Des weiteren ist es bekannt (FR-AS 20 47 962), bei der Herstellung von stickstoffarmem Stahl im Sauerstoffaufblasverfahren dem Blassauerstoff mindestens 10 und vorzugsweise 30 bis 60% eines inerten Verdünnungsgases, z. B. Argon, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid, während mindestens der letzten 20% der Blasdauer oder mindestens der Zeitspanne zuzumisehen, die auf den Punkt folgt, bei dem die Entkohlungsgeschwindigkeit abzunehmen beginnt

Ferner ist es bekannt (BE-PS 643 213), den Stickstoffgehalt von im Sauerstoffaufblasverfahren hergestellten Stahl dadurch niedrig zu halten, daß einige Minuten vor dem Ende der letzten Phase des Frischvorgangs, nachdem der größere Teil der durch die Entkohlung gebildeten Gase den Konverter verlassen hat und die Durchflußmenge der aus dem Konverter austretenden Gase abgesunken! ist, ein stickstofffreies Fluid, wie Wasser, Wasserdampf oder Kohlendioxid, in solcher Menge in den Konverter eingebracht wird, daß die Abnahme des deii Konverter verlassenden CO-Stromes kompensiert und in dem Konverter ein Überdruck gegenüber der Außenseite aufrechterhalten wird.

Bei den bekannten Verfahren kann es einerseits zu einer verspäteten Zufuhr von stickstofffreiem Fluid kommen. Andererseits wird häufig mehr stickstofffreies Fluid eingeleitet, als notwendig ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Menge an stickstofffreiem Fluid minimiert ist die für die Herstellung eines kohlenstoffarmen Stahls mit niedrigem Stickstoffgehalt erforderlich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Stickstoffkleinstwert des Bades die Abgasmenge bestimmt wird und diese Abgasmenge bis zum Blasende durch entsprechenden Zusatz des stickstofffreien Fluids aufrechterhalten wird.

Das Verfahren nach der Erfindung gestattet die Herstellung von Stahl mit reproduzierbaren niedrigen Kohlenstoff- und Stickstoffgehaltcn unter Einsatz von besonders kleinen Mengen an stickstofffreiem Fluid. Eine weitere Verminderung der insgesamt eingeblasenen Menge an stickstofffreiem Fluid wird erzielt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das stickstofffreie Fluid eingeleitet wird, unmittelbar bevor oder sobald der Stickstoffkleinstwert des Bades erreicht ist.

Bei Unterbrechung des Blasvorganges wird vorzugsweise stickstofffreies Fluid als Spülmedium eingeleitet, um auch in diesen Fällen eine Aufnahme von Stickstoff durch die Schmelze auszuschließen.

Die Durchführung des Verfahrens gestaltet sich besonders einfach, wenn das stickfffreie Fluid gemischt mit dem Sauerstoff eingeblasen wird. Als stickstofffreies Fluid eignet sich vor allem Argon.

Das Spülgas hat vorzugsweise ein Gasvolumen, gemessen bei 21⁰C und Atmosphärendruck, das im wesentlichen gleich der Hälfte des Gesamtkopfraumes des Konverters ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

F i g. 1 eine graphische Darstellung des Endstickstoffgehalts Λ/ als Funktion des Endkohlenstoffgehalts C einer Reihe von Chargen, die im bekannten Sauerstoffaufblasverfahren ohne zusätzlich eingeleitetes stickstofffreies Fluid in einer handelsüblichen Konverteranlage gefrischt wurden, und

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Änderung der Abgasdurchflußmenge FaIs Funktion des Kohienstoffgehalts C für die gleiche Anlage, für welche die Daten gemäß Fig. 1 gelten.

Das von den Kurven A und S in Fig. 1 begrenzte

Band zeigt, wie der Stickstoffgehalt N der Schmelze in Abhängigkeit von dem prozentualen Kohlenstoffgehalt C in der Schmelze variiert, wenn kein stickstofffreies Fluid zusätzlich eingeleitet wird. Obwohl für alle Sauerstoffaufblaskonverteranlagen Kurven ähnlich denjenigen nach F i g. 1 gelten, ist die numerische Beziehung zwischen N. und C spezifisch für jede einzelne Anlage; sie muß aus Daten bestimmt werden, die während tatsächlicher Produktionsarbeitsgänge erhalten werden. Die Gründe für Schwankungen von Anlage zu Anlage sind unter anderem Schwankungen der Sauerstoffblasmenge, Lanzenarbeitsstellung, Lanzensauerstoffdruck, Lanzenausbildung, Gewicht der. Schmelze, Form des Gefäßes usw. Es ist zu erkennen, daß bei abnehmendem Kohlenstoffgehalt C der Stickstoffgehalt N gleichfalls sinkt, bis ein Kleinstwert erreicht ist; dann beginnt der Stickstoffgehalt wieder zu steigen.

Anhand des Stickstoffgehalts der Schmelze wird bestimmt, wann das Einblasen des stickstofffreien Fluids beginnen muß. Da der Stickstoffgehalt jedoch häufig nicht regelmäßig gemessen wird, wie dies bei dem Kohlenstoffgehalt der Fall ist, und da der Stickstoffgehalt für einen vorgegebenen basischen Sauerstoffaufblaskonverter gemäß F i g. 1 eine Funktion des Kohlenstoffgehalts ist, kann der Kohlenstoffgehalt benutzt werden, um den Stickstoffgehalt zu bestimm ?n.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß der Stickstoffgehalt dieser speziellen Anlage einen Kleinstwert erreicht, wenn der Kohlenstoffgehalt der Schmelze ungefähr 0,08% beträgt.

F i g. 2 zeigt, wie die Abgasdurchflußmenge F in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt C für die gegebene Sauerstoffaufblaskonverteranlage bei einer vorgegebenen Sauerstoffblasrate variiert, ohne daß stickstofffreies Fluid zusätzlich eingeleitet wird. Näherungswerte für die Abgasdurchflußmengen lassen sich ohne Durchflußmengenmesser ermitteln, indem eine graphische Darstellung für den Kohlenstoffgehalt in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet, die Entkohlungsgeschwindigkeit aus der Neigung der Kurve bestimmt und die Abgasdurchflußmenge unter der Annahme errechnet wird, daß der beseitigte Kohlenstoff in Kohlenmonoxid umgewandelt wird und daß dieses Kohlenmonoxid das gesamte Abgas bildet. Ebenso wie im Falle der F i g. 1 hat jede Aufblaskonverteranlage ihre eigene Kurve für diese Beziehung in Abhängigkeit von den Kennwerten der Anlage und der Betriebsweise.

Es ist anzunehmen, daß die Stickstoffverunreinigung beim basischen Sauerstoffaufblasverfahren, die hauptsächlich während der letzten Stufen der Entkohlung bei niedrigem Kohlenstoffgehalt des Stahls auftritt, wie folgt verursacht wird. Bei hohen Kohlenstoffgehalten führt die Kohlenmonoxiderzeugung während des Sauerstofffrischens zu Abgasdurchflußmengen, die ausreichen, um eine nennenswerte Infiltration der umgebenden Atmosphäre in den Konverter zu verhindern. Außerdem ist bei hohen Kohlenstoffgehalten die Kohlenmonoxidbildung ausreichend, um einen Teil des Stickstoffs, der sich möglicherweise im Stahl gelöst hat, auszutreiben. Während der anfänglichen Stufen der Entkohlung nimmt daher der Stickstoffgehalt im Stahl ab, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Wenn jedoch ein bestimmter Kohlenstoffgehalt unterschritten wird, nimmt der Stickstoffgehalt der Schmelze zu. Dies dürfte darauf zurückzuführen sem, daß bei sinkendem Kohlenstoffgehalt die Rate der CO-Bildung aufgrund der Entkohlungsreaktion und die dadurch bedingte Entwicklung von Abgas absinkt, so daß atmosphärischer Stickstoff in den Kopfraum des Konverters eindringen und von der Schmelze absorbiert werden kann. Der Sauerstoffstrahl wirkt dabei unterstützend, indem er den Stickstoff in der Schmelze nach unten mitnimmt Wenn daher die Abgasdurchflußmenge entsprechend Fig.2 abnimmt, steigt die Infiltration von atmosphärischem Stickstoff in den Konverter an. Es wird schließlich ein

ίο Punkt erreicht, bei dem Stickstoff in ausreichender Menge eindringt, um insgesamt eine Erhöhung des Stickstoffgehalts des Stahls zu bewirken.

Anhand der F i g. 1 und 2 sei die praktische Durchführung des Verfahrens erörtert Aus Betriebsda- ten erhält man den Stickstoffkleinstwert N* der während der Blaszeit bei der Anlage erzielt wird, bei der das Verfahren angewendet werden soll. In F i g. 1 liegt N'bei ungefähr 19 bis 25 ppm. Dann wird der dem Wert N* entsprechende Kohlenstoffgehalt C* abgelesen. Aus Fig. 1 folgt daß C* 0,08% beträgt Das Einblasen des stickstofffrreien Fluids darf nicht später beginnen als beim Erreichen des Kohlenstoffgehalts C*. Um die Einblasmenge des stickstofffreien Fluids zu bestimmen, benutzt man den Kohlenstoffgehalt C* und liest in F i g. 2 die dem Wert C* entsprechende Abgasdurchflußmenge F* ab. F* ist der Wert, unter den man die Abgasdurchflußmenge während der Blaszeit nicht abfallen lassen darf. Die Abgasdurchflußmenge wird über diesem Kleinstwert gehalten, indem die Einblasmenge an stickstofffrreien Fluid ausreichend hoch gewählt wird, um die Gesamtabgasdurchflußmenge über F* zu halten.

Zusammenfassend gewinnt man also aus F i g. 1 den letzten Zeitpunkt, bei dem das Einblasen des stickstoff-

r> freien Fluids zu beginnen hat, während aus Fig.2 die Mindestmenge an stickstofffreiem Fluid entnommen wird, die zugesetzt werden muß, um eine Verunreinigung der Schmelze mit atmosphärischem Stickstoff zu verhindern.

4(i In einigen Fällen stehen während der Entkohlung genaue momentane Meßwerte weder für den Kohlenstoffgehalt noch für den Stickstoffgehalt der Schmelze zur Verfügung. Es ist dann einfacher, mit dem Einblasen des stickstofffreien Fluids etwas vor dem Zeitpunkt zu

4) beginnen, bei dem der Stickstoffgehalt gleich N* und der Kohlenstoffgehalt gleich C* ist. Falls eine Aufblaskonverteranlage nicht entsprechend ausgestattet ist, um die Abgasdurchflußmenge ständig zu überwachen oder die Abgasdurchflußmenge durch

-,ο Änderung der in den Konverter eingeblasenen Menge an stickstofffreiem Fluid zu regeln, läßt sich das Verfahren in der Weise durchführen, daß das stickstofffreie Fluid in einer konstanten Durchflußmenge eingeleitet wird, die ausreicht, um die Gesamtabgas-

-,-, durchflußmenge mindestens gleich F*zu halten.

Wenn der Blasvorgang unterbrochen wird, bevor der gewünschte Endwert der Entkohlung erreicht ist, muß die Schmelze nachgeblasen werden. In ähnlicher Weise ist es auch oft notwendig, die Schmelze nachzublasen,

mi obwohl der gewünschte Endkohlenstoffgehalt erreicht wurde, weil entweder die Temperatur des schmelzflüssigen Stahls zu niedrig ist oder weil ein anderes Element rder eine Verunreinigung nicht den gewünschten Wert hat. Wenn eine Schmelze bei konventioneller Durchfüh-

tv-, rung des Sauerstoffaufblasverfahrens nachgeblasen wird, kommt es häufig zu einer erheblichen Zunahme des Gehalts an gelöstem Stickstoff. Die typische Stickstoffaufnahme während des Nachblasens liegt im

Bereich von 2 bis 10 ppm, wobei ein Anstieg auf bis zu 15 oder 20 ppm nicht ungewöhnlich ist. Falls mehrmals nacheinander nachgeblasen werden muß, kann der Endstickstoffgehalt 80 bis 100 ppm über N* und 40 bis 60 ppm über dem Höchstwert liegen, der für gewisse Sorten von kohlenstoff- und stickstoffarmen Stählen akzeptabel ist.

Der Grund für eine derart hohe Stickstoffaufnahme dürfte darin liegen, daß bei zeitweisem Stoppen des Blasvorgangs atmosphärischer Stickstoff in den Kopfraum des Konverters eindiffundiert und während des anschließenden Nachblasens von der Schmelze absorbiert wird. Entsprechend dem vorliegenden Verfahren wird Stickstoff aus dem Konverter herausgetrieben, indem dieser mit einem stickstofffreien Fluid gespült wird, bevor mit dem Nachblasen begonnen wird, und indem die Abgasdurchflußmenge während des Nachblasens auf einem Wert gehalten wird, der nicht niedriger als F* ist Während grundsätzlich mit beliebiger Spülgasmenge gearbeitet werden kann, reicht ein Spülen mit einem Gasvolumen (gemessen bei 21° C und Atmosphärendruck), das ungefähr gleich der Hälfte des Gesamtvolumens des Konverterkopfraums ist, aus, die Stickstoffaufnahme durch den Stahl während des Nachblasens zu minimieren. Ein Spülen mit weniger Inertgas bringt häufig nicht die gewünschte Wirkung, während ein Spülen mit einer größeren Inertgasmenge technisch akzeptabel aber unwirtschaftlich ist. Falls mehrmals nachgeblasen werden muß, ist der Konverter vor jedem Nachblasvorgang zu spülen.

Vorzugsweise wird Argon als stickstofffreies Fluid benutzt Dieses Gas hat den Vorteil, daß es chemisch inert ist, daß es das billigste und in größter Menge zur Verfügung stehende chemisch inerte Gas ist, daß es das thermische Gleichgewicht im Konverter am wenigsten stört und daß es die Reaktion von Sauerstoff mit Kohlenstoff in günstiger Weise beeinflußt, indem es das abströmende Kohlenmonoxid verdünnt. Es kann auch mit anderen stickstofffreien Gasen und mit Flüssigkeiten gearbeitet werden, die bei den Stahlfrischtemperaturen "leicht verdampfen. Beispiele für weitere stickstofffreie Fluids sind unter anderem Helium, Neon, Krypton, Xenon, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Dampf, Wasser, Wasserstoff, Methan, flüssige Kohlenwasserstoffe wie Kerosin und n-Heptan, gasförmige Kohlenwasserstoffe wie Methan und Äthan, oder Gemische derselben, einschließlich Gemische mit Argon. Wenn ein entflammbares Gas, beispielsweise Methan oder Wasserstoff, benutzt wird, sind besondere Vorkehrungen zu treffen, um die Bildung eines explosiven Gemischs vor dem Einblasen in den Konverter zu vermeiden.

Das entflammbare Gas reagiert mit Sauerstoff im Konverter. Diese Reaktion muß berücksichtigt werden, wenn die Menge des Abgases berechnet wird, die für jede Mengeneinheit an zugefügtem entflammbarem Gas erzeugt wird.

Um die günstigen zusätzlichen Wirkungen der Minimierung der Menge an oxidiertem Metall und der Verminderung der Menge des in der Schmelze gelösten Sauerstoffs am besten zu verwirklichen, wird das stickstofffreie Fluid vorzugsweise derart in das Gefäß eingeblasen, daß es dem Sauerstoff zugemischt wird, falls dadurch kein explosives Gemisch entsteht Durch die Verwendung von Argon wird die Möglichkeit der Bildung eines explosiven Gemischs vollkommen beseitigt Wird das stickstofffreie Fluid in Zumischung zu Sauerstoff eingeblasen, läßt sich das Verfahren bei vorhandenen Sauerstoffaufblaskonverteranlagen mit sehr geringen Investitionskosten durchführen, da keine neuen Einblasvorrichtungen vorgesehen zu werden brauchen. Es ist möglich, das stickstofffreie Fluid einfach in dosierter Menge in die Sauerstoffleitung an einer Stelle stromaufwärts von der Sauerstofflanze einzuleiten. Das Verfahren läßt sich jedoch auch in der Weise ausführen, daß das stickstofffreie Fluid über eine gesonderte Einblaslanze, eine Frischform oder Einblasdüse oder eine andere Einblasvorrichtung eingeführt wird, die an einer beliebigen Stelle im Konverter angeordnet sein kann, d. h. entweder im Kopfraum, unterhalb der Oberfläche der Schmelze oder als gesonderte Leitung innerhalb der Sauerstofflanze.

Beispiele

Es wurden verschiedene Stahlchargen durch Sauerstoffaufblasen in einem basischen Sauerstoffaufblaskonverter mit den folgenden Kennwerten gefrischt:

Konvertervolumen
Konvertermündungsfläche
Gesamtcharge
(Roheisen und Schrott)
mittlere Menge an Roheisen
in der Charge
mittlere Roheisenzusammensetzung

stickstofffreies Fluid
Sauerstoffblasmenge
ohne Argon:

mit Argon:
Abgastemperatur

142 m³
8,8 m²

213 t
147 t

4,5% Kohlenstoff 1,0% Silicium
0,8% Mangan
Argongas

526 m³/min
(bei 0° und 1 at)
434 m³/min
(bei 0° C und 1 at) 1590⁰C

Die Größe der Lanze begrenzte die Gesamtdurch flußmenge des eingeblasenen Gases, so daß du Sauerstoffblasmenge vermindert werden mußte, wäh rend Argon eingeblasen wurde. Vorzugsweise wire während der gesamten Behandlung der Charge eint konstante Sauerstoffblasrate aufrechterhalten.

Die graphischen Darstellungen des Stickstoffgehalt! und der Abgasdurchflußmenge für diesen Konverter al:

Funktion des Kohlenstoffgehalts der Schmelze sind ii den F i g. 1 und 2 wiedergegeben. Daraus folgt, daß dei Stickstoffkleinstwert N* bei einem Kohlenstoffgehal von ungefähr 0,08% und einer Abgasdurchflußmengi von 425 mVmin (gemessen bei 1590° C und einem Drucl

so von einer Atmosphäre) Auftritt. Um das Verfahrer ordnungsgemäß durchzuführen, muß daher stickstoff freies Fluid in das Gefäß spätestens bei einen Stickstoffgehalt von ungefähr 19 bis 25 ppm oder einen Kohlenstoffgehalt von 0,08% eingeleitet werden. Da:

Argon muß in einer Menge eingeblasen werden, di< ausreicht, um die Abgasdurchflußmenge bei 425 mVmir gemessen bei 1590⁰C und einer Atmosphäre, ode ungefähr 62m³/min, gemessen bei 0⁰C und eine: Atmosphäre, zu halten.

Argon wurde in den Aufblaskonverter über dii Sauerstofflanze eingeführt, indem Argon stromaufwärt von der Lanze in die Sauerstoffzufuhrleitung dosier eingegeben wurde. Da der Stickstoff- oder Kohlenstoff gehalt der Schmelze während des Blasvorgangs nich ständig genau gemessen werden konnte, wurde mit den Einleiten von Argon begonnen, als der Kohlenstoffge halt schätzungsweise zwischen 0,10% und 0,15% laf Um eine Abgasdurchflußmenge von 425 m³/min be

1590° C aufrechtzuerhalten, wurden 79 mVmin Argon, gemessen bei 0°C, oder 540m³/min Argon, gemessen bei 1590° C, eingeblasen. Das zusätzliche Gas wurde vorgesehen, um für einen Sicherheitsfaktor zu sorgen, falls nicht das gesamte Argon auf 1590° C erhitzt wird. Es wurden verschiedene Arbeitsgänge durchgeführt, bei denen Argon in einer konstanten Durchflußmenge von nur 53 nvVmin (bei 0°C und einer Atmosphäre) zugegeben wurde. Auch diese Versuche ergaben befriedigende Resultate.

Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse, die beim ersten Unterbrechen der Sauerstoffzufuhr oder ersten Abschalten bei Chargen erzielt wurden, bei denen nicht nachgeblasen werden mußte, bevor Argon zugesetzt wurde, um die Abgasdurchflußmenge aufrechtzuerhalten.

Tabelle 1

Stickstoffgehalt beim ersten Abschalten

	Charge	Nr.	J)
	1	2	79
Argondurchflußmenge	0	53
(m-Vmin bei 0 C und 1 at)			16
Gesamtsauerstoffblasdauer	17	17
(min)			2,00
Dauer des Einblasens von	0	4,25
Argon (min)			1590
Temperatur ( C)	1580	1610	0,03
Kohlenstoffgehalt beim	0,03	0.03
ersten Abschalten (%)			24
Stickstoffgehalt beim ersten	33	20
Abschalten (ppm)

Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen den niedrigeren Stickstoffgehalt, der bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens im Falle der Chargen Nr. 2 und 3 im Vergleich zur Charge Nr. 1 erzielt wurde, bei der kein stickstofffreies Fluid eingeleitet wurde.

Die Tabelle 2 läßt den Einfluß des Spülens des Konverters vor einem Nachblasen erkennen. Bei diesen Chargen wurde Argon nicht vor dem ersten Abschalten in den Konverter eingeleitet. Argon wurde zum Spülen des Konverters vor dem Nachblasen benutzt und dem Sauerstoff ferner während jedes Nachblasens zugesetzt. Es zeigt sich, daß durch das Spülen des Kopfraums und das anschließende Zugeben von Argon zum Sauerstoff während des Nachblasens die Sauerstoffaufnahme im wesentlichen selbst dann vermieden wird, wenn der Kohlenstoffgehalt nur 0,03% beträgt. So sei beispielsweise die Charge Nr. 1 betrachtet, wo nachgeblasen wurde, um die Temperatur der Schmelze zu erhöhen. Der Kohlenstoffgehalt betrug 0,03% sowohl vor als auch nach dem Nachblasen — d. h. es wurde wenig oder kein Kohlenstoff beseitigt; ohne Argon wäre daher wenig oder kein Abgas vorhanden gewesen. Weil der Konverter zunächst mit Argon gespült und dann mit Sauerstoff plus Argon nachgeblasen wurde, war die Gesamtstickstoffaufnahme während des Nachblasens — 1 ppm, d. h. der Stickstoffgehalt nahm tatsächlich ab. Bei diesem niedrigen Kohlenstoffgehalt wäre eine

.'"> Stickstoff auf nähme von mindestens 5 ppm zu erwarten, falls nicht mit Argon gespült und Argon während des Nachblasens zugesetzt würde.

Die Charge Nr. 4 ist ein Beispiel für eine Charge, wo mehrmals nachgeblasen werden mußte. Vor jedem Nachblasen wurde mit Argon gespült; während jedes Nachblasvorganges wurde dem Sauerstoff Argon zugesetzt Wiederum folgt aus den Ergebnissen der Tabelle 2, daß die Zugabe von Argon zu einer kumulativen Stickstoffaufnahme von — 3 ppm (d.h. einer j Abnahme des Stickstoffgehalts) nach vier aufeinanderfolgenden Nachblasvorgängen führt. Bei diesen niedrigen Kohlenstoffgehalten wäre ohne Zugabe von Argon eine kumulative Stickstoffaufnahme von mindestens ungefähr 20 ppm nach vier Nachblasvorgängen zu erwarten; eine Gesamtaufnahme von 40 bis 60 ppm wäre nicht ungewöhnlich.

Tabelle 2

Argonspülen vor dem Nachblasen und Argonzugabe während des Nachblasens

Charge	Nach-	Spülvol.	Argon	Nach-	C-Anf.	C-End-	N-Anf.	N-End-	End-
Nr.	blasvorg.	vor dem	durchnuß	blasdauer	Gehalt	gehalt	Gehalt	gehalt	temp.
	Nr.	Nachbl.	menge
		Nm³**)	während
			des Nach
			blasens
			NnvVmin**)	(S)	(%)	(%)	(ppm)	(ppm)	(Q
1*)	1	131	79	60	0,03	0,03	33	32	1607
4	1	131	79	90	0,31	0,12	29	26	1604
	2	164	79	50	0,12	0,04	26	28	1566
	3	131	79	20	0,04	-	28	-	1554
	4	131	79	50	-	0,03	-	26	1566
5	1	131	84	120	0,57	0,20	18	19	1570
	2	131	92	120	0,20	0,07	19	20	1607

*) Diese Charge stellt eine Fortführung der Behandlung der Charge Nr. 1 der Tabelle 1 dar. **) Gemessen bei OC und einer Atmosphäre.

ίο

Die Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Durchführung des vorliegend erläuterten Verfahrens, wenn es notwendig wird, eine Charge nach der Zugabe von Argon nachzublasen, um die Mindestabgasdurchflußmenge vor dem ersten Abschalten aufrechtzuerhalten. Bei der Charge Nr. 6 wurde zunächst 390 Sekunden lang vor dem ersten Abschalten mit einer Argondurchflußmenge von 53 NmVmin gearbeitet. Beim Abschalten betrug die Temperatur 1621°C; der Kohlenstoffgehalt von 0,13%; der Stickstoffgehalt betrug 16 ppm. Der Konverter wurde dann mit Argon in einer Durchflußmenge von 66 NmVmin gespült, worauf 60 Sekunden lang mit 434 NmVmin Sauerstoff und 79 NmVmin Argon nachgeblasen wurde. Nach 60 Sekunden lag die Temperatur bei 157 Γ C; der Kohlenstoffgehalt betrug 0,07%; der Stickstoffgehalt lag bei 19 ppm. Der Konverter wurde erneut mit 66 NmVmin Argon gespült und dann 60 Sekunden lang mit 79 NmVmin Argon und 434 NmVmin Sauerstoff nachgeblasen. Beim Abschalten betrug die Temperatur 1599°C; der Kohlenstoffgehalt betrug 0,04%; der Stickstoffgehalt lag bei 18 ppm. Die Gesamtstickstoffaufnahme während der beiden Nachblasvorgänge betrug 2 ppm. Die Charge wurde dann abgestochen.

Die Charge Nr. 7 ist ähnlich der Charge Nr. 6, mit der Ausnahme, daß nur ein N achblas Vorgang erforderlich war und daß die Stickstoffaufnahme —2 ppm betrug, d. h.der Stickstoffgehalt abnahm.

Tabelle 3

Verwendung von Argon vor dem ersten Abschalten und für das Nachblasen

Charge	Nach-	Spülgasvol.	Argon-	Dauer	C-Gch.	C-Geh.	N-Geh.	N-Geh.	Temp.
Nr.	blasvorg.	vor dem	durchfluü-	des O₂ ■	vorher	nachher	vorher	nachher	nach
	Nr.	Nachbl.	menge	Argon-					dem
		Nm-¹**)	während	Blasens					Blasen
			des
			O2-Blascns
			Nm³)**	(S)	<%)	(%)	(ppm)	(ppm)	( C)
6	_	_	53	390	—	0,13	_	16	1621
	1	66	79	60	0,13	0,07	16	19	1571
	2	66	79	60	0,07	0,04	19	18	1599
7	-	-	74	225	-	0,06	-	24	1593
	1	66	79	60	0,06	0,04	24	22	1610
**) Gemessen bei 0	C und einer	Atmosphäre.
			Hierzu 1	Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl mit Kohlenstoffgehalten von maximal 0,10% und Stickstoffgehalten von maximal 0,005% nach dem Sauerstoff aufblasverfahren, wobei zusätzlich während eines Teiles der Blasezeit ein stickstofffreies Fluid eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stickstoffkleinstwert des Bades die Abgasmenge bestimmt wird und diese Abgasmenge bis zum Blasende durch entsprechenden Zusatz des stickstofffreien Fluids aufrechterhalten wird.

Z Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stickstofffreie Fluid eingeleitet wird, unmittelbar bevor oder sobald der Stickstoffkleinstwert des Bades erreicht ist

3. Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterbrechung des Blasvorgangs stickstofffreies Fluid als Spülmedium eingeleitet wird.

4. Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das stickstofffreie Fluid gemischt mit dem Sauerstoff eingehlasen wird.

5. Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als stickstofffreies Fluid Argon verwendet wird.

6. Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und stickstoffarmem Stahl nach einem der Patentansprü- j5 ehe 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas ein Gas volumen, gemesssen bei 21° C und Atmosphärendruck, hat, das im wesentlichen gleich der Hälfte des Gesamtkopfraumes des Konverters ist.