DE3704678C2 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer austenitischen
Eisenlegierung gemäß dem Vorschlag des Patentanspruchs 1.
Die austenitischen Eisenlegierungen dieser Art haben als korrosionsfeste
Stähle weitgehend Anwendung im Behälterbau für unterschiedliche
Industriezweige gefunden, so zum Beispiel für die Papierindustrie,
für die Seifenindustrie, für das Nahrungsmittelgewerbe, für
Molkerei- und Brauereibetriebe und auch in der Salpetersäure-Industrie.
Die Anfälligkeit dieser Stähle im Hinblick auf eine interkristalline
Korrosion begrenzt indes ihre Verwendungsmöglichkeit unter
thermischer Belastung, so daß sie selbst bei stabilisiertem Austenit
nur bei sehr geringen Kohlenstoffgehalten thermisch belastbar sind.
Bereits ein Kohlenstoffgehalt von etwa 0,05% begrenzt die langzeitige
Anwendungstemperatur auf 300°C. Als ausgeschlossen gilt die Verwendung
in Betriebsmedien, die einen Kornzerfall auslösen könnten,
bei Wandstärken von mehr als 6 mm. Hierfür ist maßgeblich, daß bei
dickeren Wandstärken infolge der herstellungsbedingten Erwärmungsprozesse
einerseits und der nur sehr geringen Wärmeleitfähigkeit
andererseits Sensibilisierungen stattgefunden haben, weil es wegen der
materialbedingten Behinderung des Wärmeabflusses zumindest bereichsweise
zu Chromkarbid-Ausscheidungen an den Korngrenzen gekommen
ist. Um zu einer Stabilisierung zu kommen, in deren Verlauf die
instabilen Karbide, insbesondere das Chromkarbid Cr₂₃C₆, eine Einformung
erfahren, hat bei entsprechend dünnem, unter 6 mm starkem
Material ein Anlassen auf etwa 1050°C mit anschließendem schroffen
Abkühlen Sinn, jedoch wird bei dickeren Werkstücken das Kerngefüge
hiervon nicht mehr erfaßt. Hinzu kommt, daß bei sehr großen Werkstücken
eine derartige Wärmebehandlung nur noch sehr schwer durchführbar
ist.
Der Gefahr des Kornzerfalls läßt sich zwar grundsätzlich mit herabgesetzten
Kohlenstoffgehalten begegnen, jedoch verschlechtern sich
hierdurch wiederum die mechanischen Festigkeitseigenschaften, so
daß man tragende Querschnitte so stark wählen muß, daß für die interkristalline
Korrosion sensibilisierte Kornzerfallsbereiche nicht
mehr vermeidbar sind.
Die Erfindung lehrt nun eine neuartige Verwendung der klassischen
nichtrostenden Stahlqualitäten, wie sie sich durch den Zusammensetzungsbereich
mehr als 0,06% C,
bis zu 1,0% Si,
bis zu 2,0% Mn,
17 bis 20% Cr,
8bis 10% Ni,
Rest Eisen einschließlich herstellungsbedingter Verunreinigungen,
bis zu 1,0% Si,
bis zu 2,0% Mn,
17 bis 20% Cr,
8bis 10% Ni,
Rest Eisen einschließlich herstellungsbedingter Verunreinigungen,
kennzeichnen. Diese Stahlqualitäten werden nach dem Vorschlag der
Erfindung für in der Bleiraffination einzusetzende Kessel
bei Temperaturen von 850 bis 830°C verwendet.
Üblich ist in der Bleiraffination die Verwendung von Kesseln aus
unberuhigten Flußstahlqualitäten, aus Gußeisen oder aus Schmiedeeisen.
Diese Kessel weisen entsprechend ihrem Fassungsvermögen beträchtliche
Wandstärken bis zu 40 mm auf, wobei indes ihre Haltbarkeit
aus Korrosionsgründen nur begrenzt ist. So werden üblicherweise
Haltbarkeiten zwischen 50 bis 150 Chargen bei der Entsilberung
erzielt, während die Standzeit bei der Entschlickerung zwischen
4 und 10
Wochen beträgt. Übliche Kessel haben einen Durchmesser
von etwa 3,5 m bei einer Höhe von bis zu 1,5 m. Das Fassungsvermögen
liegt üblicherweise zwischen 100 bis 250 t. Für die Entschlickerungsbehandlung
werden auch noch erheblich größere Einheiten
gebaut.
Die Erfindung erlaubt es nun, auf Grund des verhältnismäßig hohen
Kohlenstoffgehaltes der austenitischen Eisenlegierung von mechanischen
Eigenschaftswerten auszugehen, die eine Verringerung der bekannt
gewesenen Wandstärken bis auf etwa ein Drittel derselben gestatten,
ohne daß dabei indes eine Wandstärke von 8 mm unterschritten
werden muß. In diesem auf Grund der Werkstoff-Festigkeit gewählten
Wanddickenbereich waren indes die erwähnten Verwendungsbeschränkungen
unter dem Gesichtspunkt der Gefährdung durch interkristalline
Korrosionen zu beachten, die zunächst der vorgeschlagenen Verwendung
entgegenstanden. Sofern diese Verwendung indes in der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Art erfolgt, ergeben sich trotz der
wesentlich herabgesetzten Wandstärke, der schweißtechnischen Herstellung
und der wärmebehandlungslosen Verwendung wesentlich höhere Standzeiten
als bei den bekannt gewesenen Kesseln. So ließ sich für die bei
der Entschlickerung eingesetzten Kesseln eine Haltbarkeit bis zu 73
Wochen erzielen, während bei den für die Entsilberung eingesetzten Kesseln
die Haltbarkeit mindestens 600 Chargen betrug.
Die Kessel aus der vorgeschlagenen austenitischen Eisenlegierung weisen
zweckmäßig höchstens 0,07% C auf. Die Festigkeit ist dabei hinreichend
groß, so daß sich die Wandstärken unter 15 mm halten lassen.
Vor dem Schweißen erfahren die Werkstücke lediglich eine an sich bekannte
Erwärmung auf etwa 150°C. Mit besonderem Vorteil wird das Unterschlacken-Schweißverfahren
angewendet, weil es die Herstellung der
Schweißverbindungsnaht in lediglich einer Lage erlaubt. Wesentlich
ist hierbei ferner, daß jegliche Aufkohlung unterbleibt, so daß kein
vermehrter Kornzerfall möglich ist. Auf den gekümpelten Boden wird dabei
der zylindrische Schuß in üblicher Weise aufgeschweißt. Mit gutem
Erfolg lassen sich auch das Unterpulver-Schweißverfahren sowie das MIG-Schweißverfahren
einsetzen. In diesen Fällen wird die Schweißung jedoch
in bis zu drei Lagen ausgeführt. Sämtliche Schweißverfahren sind z. B.
beschrieben in Werkstoff-Handbuch "Stahl und Eisen", 4. Auflage, T 38-7 bis T 38-11.
Für die Betriebsweise der Kessel ist es von Vorteil,
daß die im erforderlichen Ausmaß zu betreibende Heizung unter Sauerstoffüberschuß
erfolgt. Hierdurch wird vermieden, daß in dem äußeren
Rand der Kessel eine Aufkohlung eintritt, als deren Folge sonst eine
interkristalline Korrosion von außen her zu besorgen wäre. Der Sauerstoff-Überschuß
führt vielmehr noch zu einer Kohlenstoffverarmung in
der Randzone, so daß gerade in diesen Bereichen ein Kornzerfall durch
die Bildung instabiler Karbide verhindert wird. Weiterhin verläuft der
korrodierende Angriff, der insbesondere von den oxydisch-bleihaltigen
Schlacken ausgeht, von der Innenseite her weniger gravierend,
weil auch hier das Sauerstoffpotential nach Durchdringung der oberflächigen
Passivierungsschicht den Kohlenstoffgehalt in der Randzone
reduziert. Zwar sind die Korrosionserscheinungen im Höhenbereich
des Badspiegels ausgeprägt, jedoch weit weniger als im Falle
der bekannten Kessel aus unberuhigten Flußstählen. Die vom Bad selbst
ausgehenden korrodierenden Einflüsse sind durch die von der Raffination
zu erfassenden Gehalte an Kupfer, Arsen, Antimon, Zinn und
Zink bedingt. Der Bildung instabiler
Graphitausscheidungen, die der interkristallinen Korrosion vorausgehen,
steht indes der Einsatz der vorgeschlagenen Kessel in erheblicher
Weise entgegen. So wird im Falle des Einsatzes im Anschluß an
den Schachtofen bei jeder Charge die Temperaturobergrenze von mindestens
800°C bis 850°C eingehalten. Im Wege der Vorentschlickerung
und Entschlickerung wird zwar die Temperatur auf etwa 500°C abgesenkt,
so daß Kornzerfallsbereiche durchfahren werden, jedoch wird
ein erheblicher Teil der ausgeschiedenen Chromkarbide von der jeweils
folgenden Charge infolge der vorzunehmenden Erhitzung auf 800°C
bis 850°C stabilisiert. Die benannte Erhitzungstemperatur läßt sich
einhalten, weil das Werkblei normalerweise mit einer noch höheren
Temperatur dem Schachtofen entnommen wird. Daher steht dieser
Betriebsweise auch nicht entgegen, daß der Kessel bei Aufnahme der
jeweils folgenden Charge unter bestimmten Voraussetzungen nicht
vollständig entleert wurde.
Wird die hier verwendete
Legierung auch beim Entsilbern
eingesetzt, so erfahren die
dabei eingesetzten Kessel
zu dem Zeitpunkt,
bei welchem das Zink bis zu etwa 3% der Schmelze zugesetzt
wird, eine Erhitzung auf höchstens 480°, während sie sich anschließend
mit der Schmelze bis auf etwa 320° abkühlen. Damit wird
der vom Kohlenstoffgehalt abhängige Kornzerfallsbereich jeweils nur
derart kurzfristig erreicht, daß insgesamt die erwähnte, beträchtliche
Standzeitsteigerung verwirklicht werden kann.
Claims (7)
1. Verwendung einer Kohlenstoff enthaltenden, austenitischen Eisenlegierung
mit
bis zu 1,0% Si,
bis zu 2,0% Mn,
17 bis 20% Cr,
8 bis 10% Ni,
mehr als 0,06% C,
Rest Eisen, einschließlich herstellungsbedingter Verunreinigungen,für die Herstellung von zur Behandlung von Blei vorgesehenen Kesseln,
wobei die Legierung in einem Temperaturbereich zwischen 850 und 800°C für die Aufnahme des aus dem Schachtofen abgestochenen Werkbleis und der sich daran anschließenden Vorentschlickerung und Entschlickerung dienende Kessel eingesetzt wird,
die Wandstärke mehr als 8 mm beträgt,
die Herstellung schweißtechnisch erfolgt
und die betriebliche Belastung im Anschluß an die Herstellung ohne Wärmebehandlung vorgenommen wird.
bis zu 2,0% Mn,
17 bis 20% Cr,
8 bis 10% Ni,
mehr als 0,06% C,
Rest Eisen, einschließlich herstellungsbedingter Verunreinigungen,für die Herstellung von zur Behandlung von Blei vorgesehenen Kesseln,
wobei die Legierung in einem Temperaturbereich zwischen 850 und 800°C für die Aufnahme des aus dem Schachtofen abgestochenen Werkbleis und der sich daran anschließenden Vorentschlickerung und Entschlickerung dienende Kessel eingesetzt wird,
die Wandstärke mehr als 8 mm beträgt,
die Herstellung schweißtechnisch erfolgt
und die betriebliche Belastung im Anschluß an die Herstellung ohne Wärmebehandlung vorgenommen wird.
2. Verwendung einer austenitischen Eisenlegierung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wandstärke bis zu 15 mm beträgt.
3. Verwendung einer austenitischen Eisenlegierung
nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücke vor dem Schweißen
auf eine Temperatur von etwa 150°C vorgewärmt
werden.
4. Verwendung einer austenitischen Eisenlegierung
nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Eisenlegierungen bis zu 0,07% C
aufweist.
5. Verwendung einer austenitischen Eisenlegierung
nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißung nach dem Unterschlacken-
Schweißverfahren in einer Lage ausgeführt
wird.
6. Verwendung einer austenitischen Eisenlegierung
nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißung nach dem Unterpulver-
Schweißverfahren in bis zu drei Lagen ausgeführt
wird.
7. Verwendung einer austenitischen Eisenlegierung
nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißung nach dem MIG-
Schweißverfahren in bis zu drei Lagen ausgeführt
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873704678 DE3704678A1 (de) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Verwendung einer austenitischen eisenlegierung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873704678 DE3704678A1 (de) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Verwendung einer austenitischen eisenlegierung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3704678A1 DE3704678A1 (de) | 1988-08-25 |
DE3704678C2 true DE3704678C2 (de) | 1992-07-02 |
Family
ID=6320989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873704678 Granted DE3704678A1 (de) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Verwendung einer austenitischen eisenlegierung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3704678A1 (de) |
-
1987
- 1987-02-14 DE DE19873704678 patent/DE3704678A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3704678A1 (de) | 1988-08-25 |
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Legal Events
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D2 | Grant after examination | ||
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