DE2803239C2 - Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt

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DE2803239C2 DE2803239A DE2803239A DE2803239C2 DE 2803239 C2 DE2803239 C2 DE 2803239C2 DE 2803239 A DE2803239 A DE 2803239A DE 2803239 A DE2803239 A DE 2803239A DE 2803239 C2 DE2803239 C2 DE 2803239C2
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Description

Die derzeit in großem Ausmaß angewendeten Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl werden in zwei Gruppen eingeteilt: Die eine ist ein Vakuumfrischverfahren, bei dem das abschließende Entkohlen unter vermindertem Druck durchgeführt wird. Die andere ist ein Verfahren der Verdünnung mit einem inerten Gas, bei dem das abschließende Entkohlen mit einem oxidierenden Gas, das mit einem inerten Gas verdünnt ist, durchgeführt wird. Bei ersterem Verfahren, das gewöhnlich als VOD-Verfahren bezeichnet wird, wird eine chromhaltige Schmelze, beispielsweise mit einem Gehalt von 2% C, 8% Ni und 20% Cr, in der ersten Stufe im Konverter gewöhnlich durch Aufblasen von Sauerstoff entkohlt, wobei der Kohlenstoffgehalt unter den Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit und Massenproduktion auf etwa 0,2 bis 0,3% gesenkt wird, und danach in einem Vakuumfrischofen einer abschließenden Entkohlung unterzogen. Bei letzterem Verfahren, das gewöhnlich als AOD-Verfahren bezeichnet wird, wird eine Schmelze mit einem verhältnismäßig hohen Kohlenstoffgehalt von beispielsweise 2% unter Verwendung eines mit einem inerten Gas verdünnten oxidierenden Gases direkt bis auf den erstrebten Wert entkohlt, ohne daß eine zusätzliche Behandlung durchgeführt wird. Beide vorstehend genannten Verfahren zeichnen sich durch eine wirksame Entkohlung in der abschließenden Stufe auf (der Kohlenstoffgehalt wird von etwa 0,3% oder weniger noch weiter abgesenkt), wobei gleichzeitig eine Chromoxidbildung unterdrückt wird. Der grundlegende Mechanismus der Entkohlung ist der gleiche in den beiden Verfahren und besteht in der Erniedrigung des Kohlenmonoxidpartialdrucks, nachstehend als Pco bezeichnet. Beim erstgenannten Verfahren wird der Kohlenmonoxidpartialdruck durch die Anwendung des verminderten Drucks gesenkt. Im zweitgenannten Verfahren wird er durch die Verwendung eines mit einem inerten Gas verdünnten oxidierenden Gases vermindert Infolgedessen wird eine wirksame Entkohlung in beiden Verfahren erreicht, wobei eine Chromoxidbildung unterdrückt wird.
Sowohl das Vakuumfrischverfahren als auch das Verfahren unter Verdünnung mit einem inerten Gas, die beide auf demselben Mechanismus beruhen, können jedoch Pco nur begrenzt senken. Bei der Anwendung dieser Verfahren ist es in der industriellen Praxis schwierig, den Kohlenstoffgehalt von nichtrostendem Stahl ohne Chromoxidation auf einen extrem niedrigen Wert, beispielsweise niedriger als 0,01%, insbesondere niedriger als 0,005% C, zu senken. Solch niedrige Kohlenstoffgehalte werden neuerlich für nichtrostenden Stahl hoher Qualität gefordert
Da nichtrostender Stahl neuerdings in weitem Umfang verwendet wird, wird für ihn eine Vielzahl von Eigenschaften verlangt Insbesondere muß für rostfreie Stähle, die hohe Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit aufweisen sollen, der Kohlenstoffgehalt auf einen Wert unter 0,015% Kohlenstoff plus Stickstoff oder unter 0,010% Kohlenstoff gesenkt werden. Wie bereits erwähnt, ist es aber schwierig, diese Erfordernisse mit den herkömmlichen Verfahren zu erfüllen. Die Grenzen der herkömmlichen Verfahren haben folgende Gründe:
Wie vorstehend erwähnt, ist es notwendig, den Fco so niedrig wie möglich zu machen, wenn die Entkohlung bei minimaler Chromoxidbildung durchgeführt werden soll. Der Kohlenmonoxidpartialdruck wird durch die folgende Gleichung definiert:
Pco = Po x VW(VcO+
in der
Pco den Kohlenmonoxidpartialdruck in Bar,
Po den Gesamtdruck in Bar
Vco die Erzeugung von Kohlenmonoxid in NmVStunde und
V die zugeführte Menge Schulzgas in NnrVStunde bedeutet
Aus Gleichung 1 ist zu sehen, daß der Quotient Vco/ (Vco + V) so klein als möglich gemacht werden muß, um Pco zu vermindern. Im VOD-Verfahren ist es jedoch praktisch unmöglich, Pco in einem Ausmaß zu vermindern, das zur Herstellung eines nichtrostenden Stahls mit extrem geringem Kohlenstoffgehalt ausreicht, auch wenn der Gesamtdruck (Po) sehr gering ist, da die Zufuhr von Schutzgas (V) Null ist und damit der Quotient Vco/(Vco+ V) gleich 1 wird.
Andererseits ist es aber auch beim Inertgas-Verdünnungsverfahren schwierig, PCo in einem Maß zu senken, das zur Herstellung eines nichtrostenden Stahls mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt ausreicht; zwar wird bei Vergrößerung der Zufuhr von Schutzgas der Quotient Vco/(Vco+ V) kleiner, aber der Gesamtdruck (P0) bleibt weiter etwa 1 Bar. Auch eine ausreichende Steigerung der Inertgaszufuhr ist in der Praxis nicht möglich, durch die ja Pco gesenkt werden könnte.
Entkohlung in einem Bereich von extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (weniger als 0,01% C) kann außerdem durch Reduktion von CoOs durch den Kohlenstoff erreicht werden. Diese Reduktion ist eine sogenannte Metall-Schlacke-Reaktion. Die Metallschmelze muß deshalb aufgewallt werden, insbesondere im Bereich nahe ihrer Oberfläche.
Es wurde aus diesem Grund vorgeschlagen, ein oxidierendes Gas auf die Oberfläche der Schmelze (die unter vermindertem Druck g'ehalten wird) zu blasen und gleichzeitig mit Argon, das durch einen am Boden des Vakuumfrischofens vorgesehenen porösen Stopfen eingeleitet wird, die Schmelze aufzuwallen. Da die Sauerstoffzufuhr begrenzt ist ist jedoch tin umfangreicher weiterer Aufwand nötig, um die Entkohlung auf einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,005% oder darunter durchzuführen. Das Aufblasen von Sauerstoff wird in diesem Fall als »weiches Aufblasen« bezeichnet Um die Entkohlung zu beschleunigen, sollte die Schmelze deshalb mit Argon heftig aufgewallt werden. Derartig starkes Aufwallen führt jedoch bei vermindertem Druck dazu, daß viel geschmolzenes Metall an die Ofenwandung spritzt Deshalb ist ein derart starker Anstieg der Argonzuführung aus wirtschaftlichen Gründen nicht günstig.
Nach einem anderen Vorschlag werden Sauerstoff und Argon durch eine im Vakuumfrischofen vorgesehene Düse oder porösen Stopfen in die Schmelze geblasen. Eine gewisse Verminderung des fco kann bei diesem neuen Verfahren erwartet werden.
Es ist jedoch im industriellen Maßstab unpraktisch, ein Gemisch aus Sauerstoff und Argon in ausreichender Menge zum Aufwallen der Schmelze durch einen porösen Stopfen einzuleiten. Außerdem ist der Aufwalleffekt bei diesen Verfahren im Bereich nahe der Oberfläche der Schmelze sehr gering, da das Gasgemisch durch den Boden des Ofens in die Schmelze geblasen wird.
In der US-PS 38 50 617 ist ein Verfahren zur RaffLiierung von geschmolzenem, nicht-rostendem Stahl beschrieben, bei dem durch Steuerung von Temperatur, Druck und der Beziehung Kohlenstoff-Chrom überschüssiger Kohlenstoffgehalt der Schmelze bei gleichzeitig geringem oder keinem Verlust an Chrom auf minimale Werte vermindert werden soll. Dazu wird auf die Stahlschmelze unter vermindertem Druck in einem Gefäß mit einer lanze zunächst Sauerstoff aufgeblasen. Mit Abnahme des Kohlenstoffgehaltes wird der Druck kontinuierlich weiter vermindert. Etwa in der Mitte der Zeit des Aufblasens von Sauerstoff wird dem Sauerstoff ein Inertgas zugesetzt, dessen Anteil nach und nach erhöht wird, bis schließlich 100% Inertgas auf die Oberfläche der Schmelze geblasen wird. Mit diesem Verfahren kann bei einer Temperatur von 1600°C beispielsweise eine Verminderung des Kohlenstoffgehalts von 4,12% auf 0,013% erreicht werden.
In der DE-OS 21 09 676 ist ein Verfahren zur dynamisch geregelten Entkohlung von Stahlschmelzen, insbesondere legierten Stählen, in einem Gefäß durch Einleiten mindestens eines gasförmigen Oxidationsmittels und mindestens eines gasförmigen Verdünnungsmittels in das Gefäß mit geregelter Geschwindigkeit beschrieben, bei dem eine noch sicherere und genauerere dynamische Regelung der Verfahrensführung ermöglicht werden soll. Dazu wird die geregelte Entkohlung ohne nennenswerte Metallverluste in Gang gesetzt, indem man zunächst das Gefäß mit dem gasförmigen Verdünnungsmittel spült und dann die Entkohlung durch Einleiten gasförmigen Oxidationsmittels in Gang bringt, dessen Zuführgeschwindigkeit dann schrittweise erhöht wird, bis der Höchstwert erreicht ist, bei dem der Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels noch über einem vorgegebenen Wert liegt, wobei, zur Bestimmung der Entkohlungsgeschwindigkeit, die Zusammensetzung der Abgase und die Gaszufuhrgeschwindiekeiten bestimmt werden und für jede Zufuhrgeschwindigkeit jeweils der Ausnutzungsgrad des umgesetzten Oxidationsmittels ermittelt wird. Dieses bekannte Verfahren kann unter atmosphärischem oder verringertem Druck durchgeführt werden. Im Hinblick auf die Zuführung von Oxidationsmittel und Verdünnungsgas wird nur allgemein von »Zufuhr« und »Einleiten« gesprochen. Nach der Verfahrensbeschreibung kann eine eintauchbare Lanze verwendet werden. Dabei wird zunächst nur Verdünnungsgas eingeleitet das dann nach to und nach mit einem erhöhten Sauerstoffanteil vermischt wird.
In dem Aufsatz »Le procede d'affinage sous vide (ASV) des aciers inoxydables« ist ein Vakuum-Feinungsverfahren beschrieben, bei dem durch eine Lanze Sauerstoff in die Stahlschmelze eingeblasen und von unten der Schmelze Argon zugeführt wird. Damit wird beispielsweise innerhalb einer Zeit von 1 Stunde 40 Minuten eine Entkohlung von 0,79% auf 0,011% C erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt zu schaffen, das mit niedrigen Kosten in industriellem Maßstab durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt, wobei zunächst mit einer Lanze ein oxidierendes Gas auf die Oberfläche einer Schmelze aus nichtrostendem Stahl, die unter vermindertem Druck in einem Behälter gehalten wird, aufgeblasen und danach, während die Schmelze weiter unter vermindertem Druck gehalten wird, ein Gasgemisch aus einem oxidierenden und einem inerten Gas zugeführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Schmelze in der ersten Stufe auf einen Kohlenstoffgehalt von 0,01 bis 0,02% entkohlt und in der zweiten Stufe die Lanze in die Schmelze eintaucht und die Entkohlung bis auf einen Kohlenstoffgehalt unter 0,01 % durchführt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wird ein Gemisch aus einem oxidierenden und einem inerten Gas in die unter vermindertem Druck gehaltene Schmelze eingeblasen. Infolgedessen kann nicht nur der Gesamtdruck (Po), sondern auch der Quotient Vto/f Vco + V) 'n Gleichung (1) gleichzeitig so niedrig gemacht werden, daß sich fco ausreichend gering einstellt, um einen nichtrostenden Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt zu ergeben. Dabei wird die Verminderung des Gesamtdrucks Po durch die Anwendung von vermindertem Druck erreicht. Die Verkleinerung des Wertes des besagten Quotienten ist auf die Verwendung des in die Schmelze geblasenen Gasgemisches zurückzuführen. Ein spezielles Beispiel für ein oxidieiendes Gas ist bi Sauerstoff und ein spezielles Beispiel für ein Inertgas ist Argon. Das Gasgemisch soll in die Schmelze geblasen werden, nicht auf ihre Oberfläche. Aufblasen auf die Oberfläche reicht nicht aus, um eine Verminderung des Kohlenstoffgehalts auf einen extrem niedrigen Bereich, beispielsweise niedriger als 0,010, insbesondere niedriger als 0,005% C, ohne nennenswerte Chromoxidation zu erreichen.
Daher wird das Gasgemisch unter üblichen Bedingungen durch eine Lanze eingeblasen, die bis zu einer Tiele von 10 bis 50 cm in die Schmelze eingetaucht ist.
Vorzugsweise wird das Mischungsverhältnis von oxidierendem und inertem Gas so eingestellt, daß der Quotient Vco/fVco+ V) kleiner als 0,7, besonders bevorzugt
kleiner als 0,5 wird. Im allgemeinen beträgt das Verhältnis von inertem Gas zu oxidierendem Gas 3 bis 4. Da das Einleiten des inerten Gases nicht nur zur Kühlung der Lanze, sondern auch zum Aufwallen der Schmelze in dem Bereich nahe ihrer Oberfläche dient, wird das inerte Gas vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 200 mVStunde für eine 40-Tonnen-Schmelze durch die Lanze eingeleitet.
Es sei betont, daß die Schmelze insbesondere im Bereich nahe ihrer Oberfläche aufgewallt werden muß, um eine merkliche Verminderung des Kohlenstoffgehalts auf einen Wert unter 0,01 %, insbesondere unter 0,005% ohne Oxidation von Chrom zu erreichen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch das Einbläser des Gasgemisches durch eine in die Schmelze getauchte Lanze diesen Zweck erfüllen, wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zusätzlich, wie in den herkömmlichen Verfahren, Argon durch den Bowird hierauf einer abschließenden Entkohlung unterzogen, um den Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,01% oder darunter, insbesondere auf etwa 0,005% oder darunter, zu vermindern. Das abschließende Entkohlen wird durch Einblasen eines Gasgemisches aus einem oxidierenden Gas, wie Sauerstoff, und einem inerten Gas wie Argon, durch eine bis zu einer bestimmten Tiefe in die Schmelze eingetauchte Lanze durchgeführt. Die Schlußentkohlung kann nach den. Vakuumfrischen der ersten Stufe unter Beibehaltung des verminderten Druckes durchgeführt werden. Dabei ist die Tatsache, daß der gleiche Vakuumfrischofen in beiden Stufen verwendet werden kann, für die praktische Durchführung des Verfahrens von Vorteil.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigen Kohlenstoffgehalt wird im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. la bis Id schematisch den Ablauf der Arbeits-
den des Ofens in die Schmelze eingeleitet werden, um 20 vorgänge bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
das Aufwallen der Schmelze zu verstärken. Es wurde festgestellt, daß die Menge des für diesen Zweck zusätzlich benötigten Argons nicht so groß ist wie die in den herkömmlichen Verfahren benötigte, und zwar auch dann nicht, wenn eine Entkohlung auf 0,003% oder darunter erreicht wird.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt ist also dadurch gekennzeichnet, daß man in beiden Stufen die Schmelze durch Einblasen eines inerten Gases durch den Boden des Behälters aufwallt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kchienstoffgehait des geschmolzenen Verfahrens und
Fig.2a bis 2d schematisch eine andere Reihenfolge der Arbeitsvorgänge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Vor der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine chromhaltige Roheisenschmelze I1 beispielsweise mit einem Gehalt von 2 bis 3% C und 20% Cr in einem mit Elektroden 3 ausgerüsteten elektrischen Ofen 2 hergestellt (Fig. la und Fig.2a). Die Roheisenschmelze 1 wird in einem Konverter 4 (F i g. 1 b) oder in einem elektrischen Ofen 2 (F i g. 2b) einer ersten Entkohlung unterzogen, wobei Sauerstoff durch die Lanze 5 auf die Schmelze geblasen wird, bis eine Entkohlung auf etwa 0,3% C erreicht ist. Die Entstehung von
nichtrostenden Stahls in zwei Stufen vermindert. In der 35 Chromoxid kann dabei infolge des hohen Kohlenstoffersten Stufe wird er auf etwa 0,01 bis 0,1, insbesondere gehalts wirksam unterdrückt werden. Im Fall der Verwendung eines elektrischen Ofens kann die Lanze 5, wie in Fig.2b gezeigt,durch ein Stichloch in den Ofen eingeführt werden.
Nach der Beendigung der ersten Entkohlung im Konverter 4 oder elektrischen Ofen 2 wird die erhaltene Metallschmelze, beispielsweise mit einem Gehalt von 0,3% C und 18% Cr dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt
Eine Pfanne 6, in die die Schmelze 7 abgelassen wurde, befindet sich in einem Ofen 8, der vorzugsweise am Boden eine Vorrichtung zur Einspeisung von inertem Gas in die Schmelze aufweist; vgl. F i g. Ic und F i g. 2c. Hierauf wird der Druck im Ofen 8 vermindert und, vordet sich dabei in einem Behälter der in einer Vakuum- 50 zugsweise während durch den Boden des Ofens inertes kammer aufgestellt ist Aus praktischen Gesichtspunk- Gas in die Schmelze 7 eingeleitet wird, reiner Sauerstoff
durch eine Lanze 9 auf die Oberfläche der Schmelze 7 in der Pfanne 6 geblasen. Die Lanze besitzt eine Verkleidung 10 aus einem feuerfesten Material.
Das Entkohlen durch Aufblasen von Sauerstoff wird durchgeführt, bis der Kohlenstoffgehalt etwa 0,01 bis 0,02% erreicht Dabei wird ein geschmolzener nichtrostender Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt erhalten.
etwa 0,01 bis 0,02%, und in der zweiten Stufe auf unter etwa 0,01, insbesondere etwa 0,005% oder darunter gesenkt.
Die erfindungsgemäß als Ausgangsmaterial verwendete Stahlschmelze kann aus einem elektrischen Ofen oder einem Sauerstoffblaskonverter stammen. Ihr Kohlenstoffgehalt beträgt beispielsweise 0,2 bis 0,3%.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der nichtrostende Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt dadurch hergestellt, daß ein oxidierendes Gas unter vermindertem Druck auf die Oberfläche der Schmelze geblasen wird, um den Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,01 bis 0,02% zu vermindern. Die Schmelze befin-Sodann wir die Lanze 9 abgesenkt und in die Schmelze 7
ten wird vorzugsweise em Vakuumfrischofen verwendet an dessen Deckel eine Sauerstoffblaslanze vorgesehen ist Die Lanze kann in die Schmelze eingetaucht
werden. Es besteht kein grundsätzlicher Unterschied 55
zwischen dem Aufblasen und dem Blasen durch die eingetauchte Lanze in bezug auf die Entkohlungswirkung
in der ersten Stufe. Es besteht jedoch keine Notwendigkeit die Lanze während der ersten Stufe der Verminderung des Kohlenstoffgehaltes einzutauchen. Vorzugs- 60 eingetaucht, während das Aufwallen der Schmelze weise wird eher das Aufblasen angewendet, um eine durch das Einblasen von Inertgas durch den Boden der unnötige Korrosion der Verkleidung der Lanze zu ver- Pfanne weiterhin erfolgt Durch die eingetauchte Lanze meiden. Obwohl eine andere Lanze zum Aufblasen ver- 9 wird ein Gemisch aus einem oxidierenden Gas, wie wendet werden kann, ist es günstig, die gleiche Lanze zu Sauerstoff, und einem inerten Gas, wie Argon, in die verwenden, die in der nächsten Stufe zum Einblasen des 65 Schmelze 11 eingeleitet Während dieses Arbeitsvor-Gasgemisches in die Schmelze verwendet wird. gangs wird der Ofen 8 unter vermindertem Druck ge-
Der in der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Ver- halten. Dadurch erfolgt eine Entkohlung auf einen Befahrens erhaltene geschmolzene nichtrostende Stahl reich von extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt, d. h. auf
unier etwa 0,01 %, vorzugsweise 0,005% oder darunter.
In einer anderen Ausführungsform kann die Pfanne 6 auch ohne Benutzung des Ofens 8 unter verminderten Druck gesetzt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das in die Schmelze im Ofen 8 eingeblasene Gemisch aus Sauerstoff und Argon vorzugsweise so eingestellt, daß der Quotient Vco^Vco+ V) kleiner als 0,7, vorzugsweise kleiner als 0,5 wird. In diesem Fall kann das Volumenverhältnis von Argon und Sauerstoff im Bereich von 3 bis 4 liegen. Der Quotient Vm/(VCu + V) kann durch Analyse des Gasgemisches im Ofen 8 bestimmt werden.
Der Zusatz des inerten Gases zu dem oxidierenden Gas wirkt nicht nur in Richtung einer Verdünnung des oxidierenden Gases, was zu einer Verminderung des Pco führt, sondern erzeugt auch feine Blasen, die in der Schmelze verteilt sind. Dies führt zu einem Aufwallen der Schmelze im Bereich nahe ihrer Oberfläche. Das Aufwallen der Schmelze hat zur Folge, daß die Grenzfläche zwischen der Schmelze und dem Chromoxid, an dem die Umsetzung stattfindet, vergrößert wird. Die Einleitung des inerten Gases zusammen mit dem oxidierenden Gas in die unter vermindertem Druck gehaltene Schmelze hat somit eine merkliche Wirksamkeit für die Entkohlung der Schmelze bis zu einem extrem geringen Kohlenstoffgehalt. Diese Wirkung kann außerdem nur durch das Einblasen des Gasgemisches durch die in die Schmelze eingetauchte Lanze erreicht werden.
Es kann natürlich auch zusätzliches Inertgas durch den Boden des Ofens in die Schmelze eingeblasen werden.
Wenn die gleiche Lanze in der. ersten und zweiten Entkohlungsrtufe verwendet wird, dann wird die Entkohlung der Schmelze von einem niedrigen zu einem extrem niedrigen Kohlenstoffgehalt außerdem kontinuierlich erreicht, ohne daß eine nennenswerte Oxidation von Chrom auftritt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist keine zusätzliche Ausrüstung außer der Lanze mit einer Verkleidung aus einem feuerfesten Material erforderlich. Dies ist für die praktische Durchführung der Erfindung von Bedeutung.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 2 Beispiel 1
45
Nach der ersten Entkohlung wird eine Metallschmelze mit einem Gehalt von 031% C, 18,0% Cr und 2,0% Mo durch Aufblasen von Sauerstoff durch eine Lanze auf die Oberfläche der Schmelze, die sich in einer Pfanne in einer Vakuumkammer befindet, weiter entkohl i. Es werden 39 Tonnen einer Schmelze von nichtrostendem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit 0,012% C, 17,8% Cr und 1,9% Mo erhalten.
Danach wird die Lanze in einer Tiefe von 30 cm in die Schmelze geschoben, die eine Temperatur von 17020C aufweist Durch die eingetauchte Lanze wird sodann ein Gasgemisch aus Argon und Sauerstoff (165 Nm3/Stunde Argon und 75 NmVStd. Sauerstoff) 15 Minuten lang in die Schmelze geblasen, die auf einem Druck von 7 Torr gehalten wird. Dadurch wird weitere Entkohlung erreicht
Nach 15 Minuten wird ein nichtrostender Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt mit einem Gehalt von 0,0031% C1 17,6% Cr und 1,8% Mo erhalten. Die Temperatur des geschmolzenen Stahls nach dem Frischen beträgt 1675°C.
Nach der ersten Entkohlung wird eine Metallschmelze mit einem Gehalt von 0,35% C und 30,9% Cr durch Aufblasen von Sauerstoff durch eine Lanze auf die Oberfläche der Schmelze, die sich in einer Pfanne in einer Vakuumkammer befindet, weiter entkohlt. Es werden 40 Tonnen geschmolzener nichtrostender Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit 0,011% C und 30,2% Cr erhalten.
Hierauf wird die Lanze bis zu einer Tiefe von 40 cm in die Schmelze geschoben, die eine Temperatur von 1695° C aufweist. Sodann wird durch die eingetauchte Lanze ein Gasgemisch aus Argon und Sauerstoff (165 NmVStunde Argon und 41 NmVStunde Sauerstoff) 15 Minuten lang in den geschmolzenen Stähl geblasen, der auf einem Druck von 6 Torr gehalten wird. Dabei erfolgt eine weitere Entkohlung.
Nach 15 Minuten wird ein nichtrostender Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt mit 0,0039% C und 29,7% Cr erhalten. Die Temperatur des geschmolzenen Stahls beträgt nach dem Frischen 1680° C.
Beispiel 3
Eine vorentkohlte Metallschmelze mit 0,25% C, 17,9% Cr und 2,0% Mo wird durch Einblasen von Sauerstoff durch eine Lanze auf die Oberfläche der Schmelze, die sich in einer Pfanne in einer Vakuumkammer befindet, weiter entkohlt. Es werden 40 Tonnen geschmolzener nichtrostender Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit 0,011% C, 17,6% Cr und 2,0% Mo erhalten.
Hierauf wird die Lanze bis zu einer Tiefe von 40 cm in die Schmelze eingetaucht, die eine Temperatur von 17050C aufweist Sodann wird durch die eingetauchte Lanze ein Gasgemisch aus Argon und Sauerstoff (150 NmVStunde Argon und 50 NmVStunde Sauerstoff) 16 Minuten lang in den geschmolzenen Stahl eingeblasen, der auf einem Druck von 6 Torr gehalten wird. Es erfolgt eine weitere Entkohlung. Das Sauerstoff-Argon-Gemisch wird in die Schmelze eingeblasen, während zusätzliches Argon durch den Boden der Pfanne in einer Geschwindigkeit von 70 Liter/min eingeblasen wird.
Nach 16 Minuten wird ein nichtrostender Stahl mit extrem geringem Kohlenstoffgehalt mit 0,0021% C, 17,4% Cr und 1,9% Mo erhalten. Der geschmolzene Stahl besitzt nach dem Frischen eine Temperatur von 1672° C.
Beispiel 4
Eine vorentkohlte Stahlschmelze mit 032% C und 30,7% Cr wird durch Einblasen von Sauerstoff durch eine Lanze auf die Oberfläche der Schmelze, die sich in einer Pfanne in einer Vakuumkammer befindet, weiter entkohlt Es werden 41 Tonnen geschmolzener nichtrostender Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit 0,010% C und 30,1 % Cr erhalten.
Danach wird die Lanze in einer Tiefe von 40 cm in die Schmelze eingetaucht, die eine Temperatur von 1698° C aufweist Durch die eingetauchte Lanze wird sodann ein Gasgemisch aus Argon und Sauerstoff (160 Nm3/Stunde Argon und 40 NmVStunde Sauerstoff) 14 Minuten lang in den geschmolzenen Stahl eingeblasen, der auf einem Druck von 6 Torr gehalten wird. Dabei erfolgt eine weitere Entkohlung. Das Sauerstoff-Argon-Gemisch wird in die Schmelze eingeblasen, während gleichzeitig zu-
sätzliches Argon durch den Boden der Pfanne in einer
Geschwindigkeit von 70 Liter/min eingeblasen wird.
Nach 14 Minuten wird ein nichtrostender Stahl mit
extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt mit 0,0035% C und
29,6% Cr erhalten. Der geschmolzene Stahl hat nach
dem Frischen eine Temperatur von 1682°C.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
10
20
25
30
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45
50
55
60
65

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt, wobei zunächst mit einer Lanze ein oxidierendes Gas auf die Oberfläche einer Schmelze aus nichtrostendem Stahl, die unter vermindertem Druck in einem Behälter gehalten wird, aufgeblasen und danach, während die Schmelze weiter unter vermindertem Druck gehalten wird, ein Gasgemisch aus einem oxidierenden und einem inerten Gas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in der ersten Stufe auf einen Kohlenstoffgehalt von 0,01 bis 0,02% entkohlt und in der zweiten Stufe die Lanze in die Schmelze eintaucht und die Entkohlung bis auf einen Kohlenstoffgehalt unter 0,01 % durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in beiden Stufen die Schmelze durch Einblasen eines inerten Gases durch den Boden des Behälters aufwallt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mischungsverhältnis von oxidierendem Gas zu inertem Gas so einstellt, daß der Quotient Vco/ (Vco + V) kleiner als 0,7 wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als oxidierendes Gas Sauerstoff und als inertes Gas Argon verwendet.
30
DE2803239A 1977-01-25 1978-01-25 Verfahren zur Herstellung von nichtrostendem Stahl mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt Expired DE2803239C2 (de)

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JP640577A JPS5392319A (en) 1977-01-25 1977-01-25 Method of making ultralowwcarbon stainless steel

Publications (2)

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DE2803239A1 DE2803239A1 (de) 1978-07-27
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE7906404L (sv) * 1978-08-28 1980-02-29 Aikoh Co Lansror
US4386957A (en) * 1980-11-26 1983-06-07 Earle M. Jorgensen Co. Process for making nonmagnetic steel
JPS5893809A (ja) * 1981-11-30 1983-06-03 Daido Steel Co Ltd 溶鋼の精錬方法
US4426224A (en) * 1981-12-25 1984-01-17 Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Gaisha Lance for powder top-blow refining and process for decarburizing and refining steel by using the lance
US4431443A (en) * 1982-12-17 1984-02-14 Wentzell Joseph M Methods of vacuum arc melting
JPS6063307A (ja) * 1983-09-14 1985-04-11 Kawasaki Steel Corp 極低炭素鋼の転炉製鋼法
FR2560891B1 (fr) * 1984-03-09 1989-10-20 Air Liquide Procede d'affinage de la fonte
US4599107A (en) * 1985-05-20 1986-07-08 Union Carbide Corporation Method for controlling secondary top-blown oxygen in subsurface pneumatic steel refining
US4761178A (en) * 1987-08-24 1988-08-02 Bethlehem Steel Corporation Process for heating molten steel contained in a ladle
CA1337846C (en) * 1988-06-21 1996-01-02 Hiroshi Nishikawa Process for vacuum degassing and decarbonization with temperature drop compensating feature
US5356456A (en) * 1992-10-07 1994-10-18 Kawasaki Steel Corporation Method of degassing and decarburizing stainless molten steel

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3666439A (en) * 1970-03-02 1972-05-30 Allegheny Ludlum Ind Inc Method of decarburizing alloy steels
US3850617A (en) * 1970-04-14 1974-11-26 J Umowski Refining of stainless steel
AT337736B (de) * 1973-02-12 1977-07-11 Voest Ag Verfahren zum frischen von roheisen
US3854932A (en) * 1973-06-18 1974-12-17 Allegheny Ludlum Ind Inc Process for production of stainless steel

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US4160664A (en) 1979-07-10
JPS5392319A (en) 1978-08-14

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