DE3230917C1 - Verfahren zur Bestimmung der im Stahl verbleibenden oxidischen Bestandteile - Google Patents

Description

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Claims (1)

1. Patentansprüche: Verfahren zur Bestimmung der im Stahl verbleibenden oxidischen Bestandteile hinsichtlich ihrer Anzahl, ihres Spektrums, ihres Phasenzustandes als auch ihrer chemischen Zusammensetzung, sowie des Sauerstoff- Partiaidruckes beim Stranggießen, bei aluminiumberuhigtem Stahl, dem noch Ca zugesetzt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Fließgeschwindigkeit des Stahles aus einem Gefäß die Veränderung der Durchflußkennlinie in Abhängigkeit von der Zeit (dx : dt) festgestellt wird, wobei wenn a) bei einem aluminiumberuhigtem Stahl, dem Ca in einer solchen Menge zugesetzt wurde, daß dx die Desoxidationsprodukte flüssig sind, < 0 dt ist, dies dem Sauerstoff-Partialdruck entspricht; b) bei einem aluminiumberuhigtem Stahl >0 ist, dies eine Maßzahl für die Menge der dt Desoxidationsprodukte im Stahl ist und c) dx =0 ist, der Sauerstoff-Partialdruck gleich dt dem Partialdruck der Schmelze ist.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der im Stahl verbleibenden oxydischen Bestandteile hinsichtlich ihrer Anzahl ihres Spektrums, ihres Phasenzustandes als auch ihrer chemischen Zusammensetzung.

   Bekannterweise sind im flüssigen Stahl Desoxydationsprodukte enthalten. Insbesondere bei aluminiumberuhigten Strahlen bestehen die oxydischen Bestandteile aus Al203-Kristallen.

   Diese Suspension wird bestimmt durch Teilchenanzahl pro Stahlvolumen, Spektrum und Zusammensetzung der Teilchen.

   Zur Erkennung der oxydischen Bestandteile ist es bekannt, den Stahl nach seiner Erstarrung einer chemischen oder zerstörungsfreien Prüfung zu unterwerfen.

   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung der im Stahl verbleibenden oxydischen Bestandteile (Desoxydations- und Reoxydationsprodukte) hinsichtlich ihrer Anzahl, ihres Spektrums sowie ihres Phasenzustandes und Feststellung des Sauerstoff-Partialdruckes beim Stranggießen, insbesondere bei aluminiumberuhigtem Stahl zu schaffen, um in der Metallurgieschmelze die Zusammensetzung vorzubestimmen und folgende Schmelzen entsprechend einzustellen.

   Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, wie es im Patentanspruch beschrieben ist.

   Das erfindungsgemäße Verfahren garantiert eine schnelle, d. h. on-line-Bestimmung der Anzahl der oxydischen Bestandteile bei einer die gesamte Stranglänge erfassenden Konditionierung des Stahles unter Berücksichtigung des verwendeten feuerfesten Materials ohne nennenswerten apparativen Aufwand.

   Die Erfindung macht sich dabei die bekannten Verhältnisse aus dem Richardson und Jeffes-Diagramm, das die Sauerstoff-Partialdrucke in Abhängigkeit von der Temperatur für verschiedene Oxyde darstellt, zu nutze.

   Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu benutzt werden, um während des Gießens die Schmelze über Maßnahmen im Verteiler (der Pfanne) zu beeinflussen, um durch Zusatz von Ca einen Ausguß freizubekommen oder um die nächste Schmelze verfahrenstechnisch zu korrigieren oder einzustellen.

   Zur besseren Darstellung des Verfahrens ist ein Wegzeitdiagramm als F i g. 2 beigefügt. In diesem Diagramm zeigt die Kurve A das Verhältnis dx : dt=0; die Kurve Bdas Verhältnis dx :dt<0 und die Kurve Cdas Verhältnis dx : dt> 0.

   In einer Fig. list der Stahlauslauf aus einem stopfenreguliertem Behälter schematisch dargestellt. Diese Darstellung zeigt die Strömungsprofile am engsten Querschnitt sowie im Strömungskanal selbst.

   Der Durchfluß wird bei konstanter Schmelzsäule »h« von der Stopfenstellung (Ventil) bestimmt, d. h. der Abstand des Stopfens »L« von der Ausflußöffnung bestimmt an der engsten Stelle direkt die Durchflußmenge Q.

   Daraus folgt, daß die Ausflußmenge aus F= L >< x mitt- mittlere Mantellinie = eine Funktion der Stopfenstellung »X« ist.

   Q = f(F) = L x mittlere Mantellinie = f(X).

   Unter der Voraussetzung, daß Q (Gießleistung) konstant ist, können folgende metallurgisch bedingte Veränderungen der Ventilsitzkennlinie bei Einsatz von feuerfesten Materialien aus Tonerde eintreten. Diese Veränderung der Ventilsitzkennlinie drückt sich durch eine Stopfenbewegung, d. h. durch dx : dt aus.

   Bei Verengung, d. h. durch Anlagerung von festen Desoxydationsprodukten an den feuerfesten Wänden des Stopfens sowie des Auslaufes muß sich der Stopfen öffnen, um die Gießleistung konstant halten zu können, sodaß sich ein positives Verhältnis (dx : dt)0 einstellt.

   In vorliegendem Fall kann in 1. Näherung davon ausgegangen werden, daß der Sauerstoff-Partialdruck der Schmelze gleich dem Sauerstoff-Partialdruck des feuerfesten Materials ist und das Verhältnis (dx : dt) ein Maß für die Anzahl der festen oxydischen Bestandteile ist.

   Bei Ausweitung, d. h. durch Verschleiß des Stopfens und/oder der Ausflußöffnung muß der Stopfen abgesenkt werden, um die Gießleistung konstant zu halten, sodaß sich ein negatives Verhältnis (dx : dt) einstellt und hier der Sauerstoff-Partialdruck der Schmelze kleiner als der Sauerstoff-Partialdruck des feuerfesten Mater als ist. Hierbei ist (dx : dt) ein Maß für den Sauerstoff Partialdruck der Schmelze, die hier frei von festen oxydischen Bestandteilen ist.

   Treten keine Veränderungen auf, ist dx : dt = 0, d. h. in Schmelze und feuerfestem Material liegen gleiche Sauerstoff-Partialdrücke vor, und in der Schmelze liegen keine kristallinen oxydischen Bestandteile vor.

   Grundsätzlich sind diese Bedingungen auch auf einen schieberegulierten Auslauf entspechend anzuwenden.