DE4404313A1 - Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number
DE4404313A1
DE4404313A1 DE4404313A DE4404313A DE4404313A1 DE 4404313 A1 DE4404313 A1 DE 4404313A1 DE 4404313 A DE4404313 A DE 4404313A DE 4404313 A DE4404313 A DE 4404313A DE 4404313 A1 DE4404313 A1 DE 4404313A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pan
treatment
station
slag
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4404313A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4404313C2 (de
Inventor
Alok Dr Ing Choudhury
Jochen Dr Ing Schumann
Harald Dipl Ing Scholz
Jan Erwin Dipl Ing Schindler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ALD Vacuum Technologies GmbH
Original Assignee
Leybold Durferrit GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold Durferrit GmbH filed Critical Leybold Durferrit GmbH
Priority to DE4404313A priority Critical patent/DE4404313C2/de
Priority to US08/347,958 priority patent/US5480127A/en
Priority to JP7022115A priority patent/JPH07224312A/ja
Publication of DE4404313A1 publication Critical patent/DE4404313A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4404313C2 publication Critical patent/DE4404313C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0075Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5252Manufacture of steel in electric furnaces in an electrically heated multi-chamber furnace, a combination of electric furnaces or an electric furnace arranged for associated working with a non electric furnace

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Metall-Legierungen, insbesondere von Stählen, in Form festen Chargiermaterials in metallurgischen Gefäßen unter Zufuhr elektrischer Energie.
Als Chargiermaterial kommt hierbei insbesondere stückiger Schrott in Frage. Bisher ist man dabei in der Weise vorgegangen, daß das feste Chargiermaterial in einem Elektro-Lichtbogenofen eingeschmolzen, entkohlt, entphosphort und grob auflegiert wird. Nach Erreichen der gewünschten Temperatur wird die Schmelze, die sehr weitgehend schlackenfrei ist, in eine Pfanne abgestochen. Alsdann wird auf die Schmelze in der Pfanne eine reaktionsfähige Schlackenmischung aufgegeben, die beispielhaft aus einem Gemisch aus CaO und CaF₂ bestehen kann. Anschließend wird die Pfanne zur Kompensation der Temperaturverluste bei der weiteren Behandlung der Schmelze in einem elektrisch beheizten Pfannenofen aufgeheizt. Falls es notwendig sein sollte, wird die Schmelze während dieser Aufheizphase zur Erreichung der gewünschten chemischen Zusammensetzung auflegiert.
Je nach den vorgegebenen Spezifikationen wird die Schmelze in einer Entgasungsanlage entgast. Bei der Herstellung von niedriggekohlten hochchromhaltigen Legierungen wird die Schmelze in der Entgasungsanlage mit Sauerstoff aufgeblasen und unter vermindertem Druck entkohlt (sogenannter VOD-Prozeß). Beim VOD-Prozeß wird üblicherweise auf das Aufheizen im Pfannenofen verzichtet, da bei der Entkohlung aufgrund der exotherm ablaufenden CO-Reaktion genügend Wärme entsteht. Nach Abschluß der Behandlung wird die Schmelze entweder nach dem Strangguß- oder Blockguß-Verfahren vergossen.
Die seit langem übliche Verfahrensführung weist jedoch folgende Nachteile auf: Zunächst einmal wird ein besonderes Einschmelzaggregat, wie ein Elektro-Lichtbogenofen benötigt. Dieser erfordert hohe Investitionskosten, einen zusätzlichen Platzbedarf für den Ofen, eine umfangreiche Bevorratung von Ersatzteilen sowie einen zusätzlichen Verbrauch von Feuerfestmaterial für die Ofenzustellung bzw. -ausmauerung. Darüber hinaus fallen in beträchtlichem Umfange Personalkosten für das Ofenpersonal an. Während der Ofenzustellung bzw. einer Reparatur des Ofens entsteht ein Produktionsausfall. Beim Abstich vom Ofen in die Pfanne entstehen zusätzliche Temperaturverluste, die im Pfannenofen kompensiert werden müssen.
Bisher wurde nicht der Vorschlag unterbreitet, den vollständigen Aufschmelzprozeß, d. h. das Einsetzen von festem Chargiermaterial, in einer Pfanne durchzuführen, die auch als Transportpfanne bezeichnet wird. Transportpfannen wurden in aller Regel mit bereits aufgeschmolzenem Metall beschickt, und erst danach wurden die verschiedensten Behandlungsprozesse in der Pfanne durchgeführt.
Durch die DE-OS 37 22 167 ist es bereits bekannt, in einer Pfanne festes Material aufzuschmelzen, das allerdings aus einer sogenannten Abschmelzelektrode besteht. Auch zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Pfanne zunächst mit flüssigem Metall zu beschicken, und das Aufschmelzen der Abschmelzelektrode geschieht lediglich zu dem Zweck, der Schmelze bestimmte Stoffe zuzuführen, beispielsweise zusätzliche Legierungselemente. Der über die Abschmelzelektrode zugeführte Metallanteil beträgt dabei nur einen Bruchteil der gesamten Metallmenge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung wesentlich zu vereinfachen hierbei Wärmeenergie einzusparen und auch die Investitionskosten für die Anlage zur Durchführung des Verfahrens drastisch zu reduzieren.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß man das Chargiermaterial in einer Pfanne aufschmilzt und unter zumindest zeitweiser Durchleitung eines Gases durch die Schmelze mindestens einen der Behandlungsvorgänge Entkohlung, Entphosphorung, Desoxidation, Entschwefelung, Auflegieren und Reinigen von nichtmetallischen Einschlüssen, in der gleichen Pfanne durchführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen vollständigen Verzicht auf einen besonderen Einschmelzofen, beispielsweise auf einen Elektro- Lichtbogenofen. Vielmehr wird gemäß der Erfindung das feste Chargiermaterial in der Behandlungspfanne selbst durch Energiezufuhr aufgeschmolzen. Die Einschmelzenergie kann auf verschiedene Weise zugeführt werden, beispielsweise mittels Elektro-Lichtbogen und/oder Plasma und/oder Induktionsbeheizung. Auch die metallurgischen Behandlungsvorgänge wie Entkohlung, Entphosphorung, Desoxidation, Entschwefelung, Auflegieren und Reinigen von nichtmetallischen Einschlüssen, die bisher üblicherweise im Einschmelzaggregat vorgenommen wurden, können erfindungsgemäß in der gleichen Pfanne durchgeführt werden. Die Weiterbehandlung der Schmelze kann dabei unter den bisher bekannten Betriebsbedingungen erfolgen. Neben der Reduzierung von Kosten führt die Erfindung noch zu dem zusätzlichen Vorteil, daß die Temperaturverluste während der weiteren Behandlung sehr gering sind, da die Pfannenzustellung bereits während des Aufschmelzens aufgeheizt wird und mit der Schmelze nahezu im thermischen Gleichgewicht steht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein entsprechend ausgerüstetes Stahlwerk hinsichtlich des Materialflusses sehr rationell gestaltet werden kann.
Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn man das Chargiermaterial in Teilmengen in die Pfanne eingibt und jede Teilmenge aufschmilzt, bevor die jeweils nächste Teilmenge zudosiert wird. Das eingesetzte Stückgut ist nämlich in der Regel sperrig, so daß der endgültige Schmelzenspiegel sehr viel tiefer liegt, als die obersten Stücke des Chargiermaterials. Durch die Zugabe des Chargiermaterials in Teilmengen kann ein besonders guter Füllungsgrad der Pfanne erreicht werden.
Es ist auch besonders vorteilhaft, wenn man die gesamte Menge an Schlackebildnern für die Durchführung mindestens eines Verfahrensschritts zusammen mit der ersten Teilmenge des Chargiermaterials in die Pfanne eingibt. Eine Faustregel besagt daß pro Tonne des gesamten Chargiermaterials etwa 10 kg Schlackebildner benötigt werden. Auch wenn bei einer 20-Tonnen-Pfanne zunächst nur eine Teilmenge von 10 Tonnen eingeschmolzen wird, wird die gesamte benötige Menge von 200 kg Schlackebildnern bereits vor dem Einschmelzen der ersten Teilmenge zugegeben. Hierdurch wird eine besonders intensive Schlackenreaktion ermöglicht.
Es ist dabei weiterhin von Vorteil, wenn man die Ausmauerung bzw. Zustellung der Pfanne vor der Eingabe des festen Chargiermaterials auf eine Temperatur von mindestens 600°C, vorzugsweise von mindestens 800°C, vorheizt. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn man die Pfanne zusammen mit der ersten Teilmenge des Chargiermaterials auf die genannte Temperatur aufheizt, und zwar mit fossilen Brennstoffen, bevor die Beheizung mit elektrischer Energie begonnen wird. Das feste Stückgut begünstigt wegen seines großen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen die Energieaufnahme aus den Brennerflammen und bewirkt gleichzeitig eine Verteilung der heißen Brenngase, so daß diese die Pfannen-Ausmauerung besser erreichen können. Auf diese Weise wird mithin der Vorwärmprozeß erheblich beschleunigt.
Um beim Aufschmelzen der Teilmengen gleichfalls eine intensive Energiezufuhr zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn man bei einer Lichtbogenbeheizung die Lichtbogen-Elektroden und bei einer Beheizung durch Plasmabrenner den mindestens einen Plasmabrenner nach Maßgabe des Einschmelzens des Chargiermaterials nachführt. Dies bedeutet, daß sowohl die Elektroden als auch die Plasmabrenner mit entsprechend langen Führungen versehen werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist diese Anlage erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transportwege der Pfanne in etwa T- förmig zueinander ausgerichtet sind, daß im Kopfteil des "T" eine Vorwärmstation und eine Entschlackungsstation angeordnet sind, daß im Schnittpunkt von Kopfteil und Stegteil des "T" zwischen Vorwärmstation und Entschlackungsstation die erste Behandlungsstation mit einer Heizeinrichtung und am freien Ende des Stegteils eine zweite Behandlungsstation für die Vakuumbehandlung angeordnet sind.
Es ist dabei wiederum vorteilhaft, wenn zwischen der ersten und der zweiten Behandlungsstation eine Bunkerstation für Zugabestoffe angeordnet ist, von der aus Transportmittel zu beiden Behandlungsstationen geführt sind. Es ist dadurch möglich, aus der Bunkerstation Zuschlagstoffe sowohl der ersten Behandlungsstation als auch der zweiten Behandlungsstation wahlweise zuzuführen, so daß die Zuschlagstoffe optimal eingesetzt werden können.
Es ist dabei weiterhin von Vorteil, wenn man seitlich des zwischen den beiden Behandlungsstationen verlaufenden Transportweges einen Bedienungsstand anordnet. Durch diese Anordnung hat die Bedienungsperson die Möglichkeit einer sehr genauen visuellen Überwachung und einer Steuerung des Verfahrensablaufs.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen von Verfahren und Anlage gehen aus den übrigen Unteransprüchen hervor.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anlage werden nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage und
Fig. 2 einen Teilausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab mit einer anders ausgebildeten Entschlackungsstation.
In Fig. 1 ist eine Anlage mit drei Transportwegen W1, W2 und W3 dargestellt, bei der die Transportwege W1 und W3 durch parallel zueinander verlaufende Schienenpaare 1 und 2 gebildet werden. Der hierzu senkrecht verlaufende zweite Transportweg W2 wird durch einen hier nicht dargestellten Transportkran für die Pfanne gebildet.
Für die Transportbahnen W1 und W3 werden sogenannte Transportwagen 3 benötigt, die mit einer waagrechten Schwenklagerung 4 für jeweils eine Pfanne 5 versehen sind. Die Pfanne 5 besitzt zwei seitliche Schwenkzapfen 6 und eine Gießlippe 7 für den Abguß des Pfanneninhalts. Fig. 1 zeigt einen Transportwagen 3 mit einer Pfanne 5 in verschiedenen Stellungen (strichpunktiert).
Entlang des ersten Transportweges W1 befindet sich zunächst eine Reparatur- und Wartungsstation 8 und im Anschluß daran eine Vorwärmstation 9 mit nicht näher bezeichneten Brennern für fossile Brennstoffe. In der Vorwärmstation 9 wird die Pfanne 5 mit der wesentlichen Menge des Chargiermaterials und der Schlacke beschickt. In der Vorwärmstation wird die Pfanne mit Inhalt in der weiter oben angegebenen Weise vorgeheizt.
An die Vorwärmstation 9 schließt sich in Richtung des Transportweges W1 eine erste Behandlungsstation 10 an, zu der ein Pfannendeckel 11 gehört, durch den drei nicht näher bezeichnete Lichtbogen-Elektroden hindurchgeführt sind, die mit einer Stromversorgung 12 in Verbindung stehen. Der Pfannendeckel 11 ist noch mit einer Absaugleitung 13 versehen. Der Pfannendeckel 11 ist heb- und senkbar aufgehängt und kann infolgedessen nach dem Darunterfahren eines Transportwagens 3 auf einen entsprechend ausgebildeten Rand der Pfanne 5 aufgesetzt werden. In dieser ersten Behandlungsstation 10 erfolgt das Einschmelzen des Chargiermaterials und dessen weitere Behandlung, soweit diese unter Atmosphärendruck durchgeführt wird. Zum Nachchargieren weiterer Teilmengen des Chargiermaterials kann die Pfanne 5 wieder in die Vorwärmstation 9 zurückgefahren werden, da in dieser Stellung die Pfannenöffnung von oben besser zugänglich ist.
Nach dem Aufschmelzen und der Durchführung mindestens eines Teils der einzelnen Verfahrensschritte kann es notwendig werden, einen Austausch der Schlacke vorzunehmen. Zu diesem Zweck befindet sich im weiteren Verlauf des ersten Transportweges W1 eine Entschlackungsstation 14, der ein Schlacke-Aufnahmebehälter 15 zugeordnet ist. In dem in Fig. 1 dargestellten Fall verläuft die Achse A-A der Schwenklagerung 4 rechtwinklig zu dem Schienenpaar 1, so daß die Gießlippe 7 in Laufrichtung der Schienen ausgerichtet ist. Zum Nachchargieren frischer Schlacke kann die Pfanne 5 wieder in die Vorwärmstation 9 zurückgefahren werden. Es ist aber auch möglich, der Entschlackungsstation 14 einen hier nicht gezeigten Schlacke-Bunker zuzuordnen.
Der erste Transportweg W1 und der zweite Transportweg W2 sind T-förmig zueinander ausgerichtet, und es ist zu erkennen, daß die erste Behandlungsstation 10 im Schnittpunkt von Kopfteil und Stegteil des "T" angeordnet ist. Am Ende des zweiten Transportweges W2 ist eine zweite Behandlungsstation 16 angeordnet, die im vorliegenden Fall aus einer Vakuumkammer 17 besteht, in die die Pfanne 5 eingesetzt werden kann. Die beiden Behandlungsstationen 10 und 16 sind beide mit Sauerstofflanzen ausgestattet, die der Einfachheit halber jedoch nicht zeichnerisch dargestellt sind. Anstelle der Vakuumkammer 17 kann auch ein weiterer Pfannendeckel vorgesehen werden, der über eine Saugleitung an einen Pumpsatz angeschlossen und vakuumdicht auf den oberen Rand der Pfanne aufsetzbar ist.
Zwischen der ersten Behandlungsstation 10 und der zweiten Behandlungsstation 16 ist eine Bunkerstation 18 angeordnet, die aus zahlreichen Einzelkammern besteht, in denen die unterschiedlichen Zugabestoffe für die Schmelze untergebracht sind. Von dieser Bunkerstation 18 führen Transportmittel 19 und 20 zu den einzelnen Behandlungsstationen. Diese Transportmittel können als Förderrinnen oder Förderrohre ausgebildet sein. Das der Vakuumkammer 17 zugeordnete Transportmittel 20 ist seitlich ausschwenkbar angeordnet, so daß das Einsetzen der Pfanne 5 in die Vakuumkammer 7 von oben nicht behindert wird.
Auf dem Schienenpaar 2 befinden sich noch zwei Transportwagen 3 und 3a, auf die die Pfanne 5 nach dem Herausheben aus der Vakuumkammer 17 aufgesetzt werden kann. Von hier aus kann die Pfanne dann zum Abgießen entweder in eine Blockgußstation oder eine Stranggußstation verbracht werden.
Seitlich des zweiten Transportweges W2 bzw. seitlich der Bunkerstation 18 befindet sich ein Bedienungsstand 21, und es ist erkennbar, daß die Bedienungsperson von hier aus einen vollständigen Überblick über die Anlage und den Verfahrensablauf hat, lediglich mit Ausnahme der Entschlackungsstation 14, die aber ohnehin von einer zusätzlichen Bedienungsperson betreut werden muß.
Es sei noch erwähnt, daß die hier für einen neuen Zweck verwendete und an sich bekannte Pfanne üblicherweise in ihrem Boden oder Bodenbereich einen oder mehrere Spülsteine für die Durchleitung von Spülgas durch die Schmelze aufweist. Bei diesem Spülgas handelt es sich üblicherweise um Argon und/oder Stickstoff. Es ist dabei von Bedeutung, daß die Spülsteine von Anfang an von Spülgas durchströmt werden, um ein Zusetzen durch Schmelze oder Verunreinigungen aus der Schmelz zu vermeiden.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab etwa die rechte Hälfte von Fig. 1, jedoch mit dem maßgeblichen Unterschied, daß die Achse A-A der Schwenklagerung 4 derjenigen Transportwagen, die auf dem Schienenpaar 1 verfahrbar sind, um 90 Grad um eine senkrechte Achse gedreht wurde, so daß die Schwenkachse A-A nunmehr parallel zu den Schienen 1 verläuft. Je nach dem, auf welcher Seite die Gießlippe 7 angeordnet ist, ist es möglich auf der einen oder anderen Seite einen Schlacken-Aufnahmebehälter 15 oder 15a vorzusehen. Dadurch kann der Stellflächenbedarf für die gesamte Anlage entsprechend verringert werden.
Beispiel I
In einer Anlage nach Fig. 1 wurde eine Pfanne mit einem Fassungsvermögen von 20 Tonnen mit einer ersten Teilmenge von 10 Tonnen Stahlschrott aus geschredderten Teilen mit Abmessungen zwischen etwa 10 und 20 cm und der Gesamtmenge von 200 kg Schlackebildner aus CaO gefüllt, und Pfanne mit Inhalt wurden in der Vorwärmstation durch Gasbrenner auf eine Temperatur von etwa 950°C aufgeheizt. Nachfolgend wurde die Pfanne in die erste Behandlungsstation verfahren, und der Inhalt wurde dort mittels dreier Lichtbogenelektroden aufgeschmolzen und auf ca. 1600°C überhitzt. Nacheinander wurden zwei weitere, auf ca. 500°C vorgewärmte, Teilmengen von je 5 Tonnen eingegeben und jeweils restlos aufgeschmolzen. Eine Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 1, angegebene Zusammensetzung der Schmelze.
Anschließend wurde die Schmelze während einer Dauer von 10 Minuten zum Entkohlen und zur Entphosphorung mit einer Sauerstofflanze von oben beblasen. Eine Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 2, angegebenen Werte.
Danach wurde die Schlacke in der Entschlackungsstation abgezogen und durch 200 kg frische Schlacke aus 80 Gewichtsprozent CaO und 20 Gewichtsprozent CaF₂ ersetzt. In der ersten Behandlungsstation wurden der Schmelze aus der Bunkerstation Legierungs- und Desoxidationsmittel wie C, Si, Mn und Al zugesetzt, und die Beheizung durch Lichtbogenelektroden wurde für die Dauer von 10 Minuten wieder aufgenommen. Eine erneute Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 3, angegebenen Werte.
Danach wurde die Pfanne in die Vakuumkammer der zweiten Behandlungsstation eingesetzt und während einer Dauer von 20 Minuten einem Druck kleiner als 5 mbar ausgesetzt, worauf das Vakuum aufgehoben, die Behandlung aber noch durch Hindurchleiten von Spülgas während weiterer 10 Minuten fortgesetzt wurde. Die Temperatur der Schmelze betrug zuletzt 1570°C. Eine Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 4, angegebenen Werte. Die Schmelze wurde danach direkt aus der Pfanne zu Blöcken vergossen. Die Endanalyse ist in Tabelle I, Zeile 5, zu finden.
Während der gesamten Einschmelz- und Behandlungsdauer wurde durch im Pfannenboden angeordnete Spülsteine ständig Spülgas durch die Schmelze hindurchgeleitet.
Tabelle I
Beispiel II
In einer Anlage nach Fig. 1 wurde zum Herstellen eines 18/8-Chrom- Nickel-Stahls (AISI 304) eine Pfanne mit einem Fassungsvermögen von 20 Tonnen mit einer ersten Teilmenge von 10 Tonnen entsprechenden Schrotts aus geschredderten Teilen mit Abmessungen zwischen etwa 10 und 20 cm und der Gesamtmenge von 200 kg Schlackebildner aus CaO gefüllt, und Pfanne mit Inhalt wurden in der Vorwärmstation durch Gasbrenner auf eine Temperatur von etwa 950°C aufgeheizt. Nachfolgend wurde die Pfanne in die erste Behandlungsstation verfahren, und der Inhalt wurde dort mittels dreier Lichtbogenelektroden aufgeschmolzen und auf ca. 1580°C überhitzt. Nacheinander wurden zwei weitere, auf ca. 500°C vorgewärmte, Teilmengen von je 5 Tonnen eingegeben und jeweils restlos aufgeschmolzen und auf die Temperatur von gleichfalls ca. 1580 °C gebracht. Eine Analyse ergab die in Tabelle II, Zeile 1, angegebene Zusammensetzung der Schmelze.
Anschließend wurde die Schmelze während einer Dauer von 10 Minuten zum teilweisen Entkohlen mit einer Sauerstofflanze von oben beblasen, wobei die Temperatur auf 1620°C anstieg. Eine Analyse ergab die in Tabelle II, Zeile 2, angegebenen Werte.
Danach wurde die Schlacke in der Entschlackungsstation abgezogen und durch 200 kg frische Schlacke aus 80 Gewichtsprozent CaO und 20 Gewichtsprozent CaF₂ ersetzt. In der zweiten Behandlungsstation wurden der Schmelze aus der Bunkerstation noch fehlende Legierungskomponenten zugesetzt, und die Schmelze wurde unter einem Vakuum zwischen 60 und 80 mbar und unter Aufblasen von Sauerstoff mittels einer Lanze während einer Dauer von 20 Minuten einer sogenannten VOD-Behandlung ausgesetzt, wobei die Temperatur wegen des exothermen Verfahrensablaufs auf 1700°C anstieg. Eine erneute Analyse ergab die in Tabelle I, Zeile 3, angegebenen Werte. Danach wurde der Schmelze in der Vakuumkammer der zweiten Behandlungsstation mindestens ein Reduktionsmittel aus der Gruppe Al, Si und Mn zugesetzt und während einer Dauer von 20 Minuten einem Druck kleiner als 5 mbar ausgesetzt (sogenannte VD-Behandlung). Die Temperatur sank hierbei auf 1650°C, die Analysenwerte sind in Tabelle II, Zeile 4, zu finden.
Daraufhin wurde das Vakuum aufgehoben, die Behandlung aber noch durch Hindurchgleiten von Argon als Spülgas während weiterer 10 Minuten fortgesetzt, wobei gleichzeitig etwaige Korrekturen an den Legierungselementen vorgenommen wurden. Die Temperatur der Schmelze betrug zuletzt 1610°C. Eine Analyse ergab die in Tabelle II, Zeile 5, angegebenen Werte. Die Schmelze wurde danach direkt aus der Pfanne zu Blöcken vergossen. Die Endanalyse ist in Tabelle II, Zeile 6, zu finden.
Während der gesamten Einschmelz- und Behandlungsdauer wurde durch im Pfannenboden angeordnete Spülsteine ständig Spülgas durch die Schmelze hindurchgeleitet.
Tabelle II

Claims (22)

1. Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Metall-Legierungen, insbesondere von Stählen, in Form festen Chargiermaterials in metallurgischen Gefäßen unter Zufuhr elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß man das Chargiermaterial in einer Pfanne aufschmilzt und unter zumindest zeitweiser Durchleitung eines Gases durch die Schmelze mindestens einen der Behandlungsvorgänge Entkohlung, Entphosphorung, Desoxidation, Entschwefelung, Auflegieren und Reinigen von nichtmetallischen Einschlüssen, in der gleichen Pfanne durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens die Behandlungsvorgänge Entkohlung, Entphosphorung, Auflegieren unter Atmosphärendruck durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Chargiermaterial in Teilmengen in die Pfanne eingibt und jede Teilmenge aufschmilzt, bevor die jeweils nächste Teilmenge zudosiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der gleichen Pfanne eine Behandlung durch Zugabe von reaktionsfähiger Schlacke durchführt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesamte Schlackenmenge für die Durchführung mindestens eines Verfahrensschritts zusammen mit der ersten Teilmenge des Chargiermaterials in die Pfanne eingibt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung zwischen einzelnen Verfahrensschritten mindestens einmal durch Entfernen der Schlacke ("Abschlacken") und Ersatz der Schlacke durch frische Schlacke unterbricht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausmauerung der Pfanne vor der Eingabe festen Chargiermaterials auf eine Temperatur von mindestens 600°C, vorzugsweise von mindestens 800°C, vorheizt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pfanne zusammen mit der ersten Teilmenge des Chargiermaterials auf eine Temperatur von mindestens 600°C, vorzugsweise von mindestens 800°C, mit fossilen Brennstoffen vorheizt, bevor die Beheizung mit elektrischer Energie begonnen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pfanne nach Abschluß des Aufschmelzens und der Behandlung unter Atmosphärendruck einer Vakuumbehandlung unterzieht, um dadurch gasförmige Bestandteile wie Wasserstoff und Stickstoff und Schwefel aus der Schmelze zu entfernen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Schmelze während der Vakuumbehandlung zum Zwecke einer Entkohlung mittels einer Lanze von oben Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas aufbläst.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vakuumbehandlung unter einer Schicht aus reaktionsfähiger Schlacke durchführt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Inhalt der Pfanne während des Aufschmelzens und/oder während mindestens eines der nachfolgenden Verfahrensschritte in der Pfanne einer Spülgasbehandlung unter Gaszufuhr durch mindestens einen Spülstein aussetzt.
13 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Pfanne die Energie durch Lichtbogenbeheizung zuführt und daß man die Lichtbogen-Elektroden nach Maßgabe des Einschmelzens des Chargiermaterials nachführt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Pfanne die Energie durch mindestens einen Plasmabrenner zuführt und daß man den mindestens einen Plasmabrenner nach Maßgabe des Einschmelzens des Chargiermaterials nachführt.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Pfanne die Energie durch Induktionsbeheizung zuführt.
16. Verwendung einer Pfanne zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Metall-Legierungen, insbesondere von Stählen, und zur Durchführung mindestens eines Behandlungsvorgangs wie Entkohlung, Entphosphorung, Desoxidation, Entschwefelung, Auflegieren und Reinigen von nichtmetallischen Einschlüssen.
17. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transportwege (W1, W2) der Pfanne (5) in etwa T-förmig zueinander ausgerichtet sind, und daß im Kopfteil des "T" eine Vorwärmstation (9) und eine Entschlackungsstation (14) angeordnet sind, daß im Schnittpunkt von Kopfteil und einem Stegteil des "T" zwischen Vorwärmstation (9) und Entschlackungsstation (14) die erste Behandlungsstation (10) mit einer Heizeinrichtung und am freien Ende des Stegteils eine zweite Behandlungsstation (16) für die Vakuumbehandlung angeordnet sind.
18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten (10) und der zweiten Behandlungsstation (16) eine Bunkerstation (18) für Zugabestoffe angeordnet ist, von der aus Transportmittel (19, 20) zu beiden Behandlungsstationen (10, 16) geführt sind.
19. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich des zwischen den beiden Behandlungsstationen (10, 16) verlaufenden Transportweges (W2) ein Bedienungsstand (21) angeordnet ist.
20. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für den Transport der Pfanne (5) auf Schienen (1, 2) ein Transportwagen (3) mit einer waagrechten Schwenklagerung (4) für die Pfanne (5) vorgesehen ist.
21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (A-A) der Schwenklagerung (4) für die Pfanne (5) rechtwinklig zu den Schienen (1) verläuft, und daß in Laufrichtung der Schienen ein Schlacke-Aufnahmebehälter (15) angeordnet ist.
22. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (A-A) der Schwenklagerung (4) für die Pfanne (5) parallel zu den Schienen (1) verläuft, und daß auf mindestens einer Seite der Schienen ein Schlacke-Aufnahmebehälter (15, 15a) angeordnet ist.
DE4404313A 1994-02-11 1994-02-11 Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens Expired - Fee Related DE4404313C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4404313A DE4404313C2 (de) 1994-02-11 1994-02-11 Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
US08/347,958 US5480127A (en) 1994-02-11 1994-12-01 Apparatus for the melting and treatment of metal
JP7022115A JPH07224312A (ja) 1994-02-11 1995-02-09 金属および金属合金を溶融および処理する方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4404313A DE4404313C2 (de) 1994-02-11 1994-02-11 Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4404313A1 true DE4404313A1 (de) 1995-08-17
DE4404313C2 DE4404313C2 (de) 2002-08-01

Family

ID=6510005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4404313A Expired - Fee Related DE4404313C2 (de) 1994-02-11 1994-02-11 Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5480127A (de)
JP (1) JPH07224312A (de)
DE (1) DE4404313C2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT403293B (de) * 1995-01-16 1997-12-29 Kct Tech Gmbh Verfahren und anlage zum herstellen von legierten stählen
US6506337B2 (en) * 2001-04-06 2003-01-14 Amsted Industries Incorporated Molten metal ladle transport arrangement
US6860417B1 (en) * 2002-02-19 2005-03-01 Sierratherm Production Furnaces, Inc. Low shock work transport system for pressure vessels
US8562713B2 (en) * 2011-05-27 2013-10-22 A. Finkl & Sons Co. Flexible minimum energy utilization electric arc furnace system and processes for making steel products

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3316367C2 (de) * 1983-05-05 1989-04-06 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3411764A (en) * 1966-02-17 1968-11-19 Pennsylvania Engineering Corp Steelmaking plant having a mobile, straddle carriage converter support
US3467167A (en) * 1966-09-19 1969-09-16 Kaiser Ind Corp Process for continuously casting oxidizable metals
GB1206062A (en) * 1967-10-18 1970-09-23 Nippon Kokan Kk Deoxidation method
BE795333A (fr) * 1972-03-01 1973-05-29 Thyssen Niederrhein Ag Procede de desulfuration de l'acier en fusion et poche pour sa mise en oeuvre
US3885956A (en) * 1974-05-21 1975-05-27 Rheinische Kalksteinwerke Method and composition for the treatment of ferrous melts and process for making the treating composition
JPS5652962A (en) * 1979-10-08 1981-05-12 Ricoh Co Ltd Picture information communication system
JPS58157859A (ja) * 1982-03-16 1983-09-20 Dainippon Ink & Chem Inc 改質された熱可塑性樹脂組成物
JPS59190312A (ja) * 1983-04-13 1984-10-29 Nippon Steel Corp 精錬装置
JPS6031884A (ja) * 1983-08-01 1985-02-18 Hajime Nakato 水洗水からの含有物質回収方法
AT389324B (de) * 1987-01-09 1989-11-27 Inteco Int Techn Beratung Verfahren zur elektroschlacke-behandlung von metallschmelzen in einem ausgemauerten metallurgischen gefaess
JPH02145716A (ja) * 1988-11-25 1990-06-05 Nkk Corp アーク・プラズマ溶解炉の溶解進捗診断方法
JPH02290912A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Daido Steel Co Ltd 溶解装置及び溶解方法
US5196157A (en) * 1990-06-28 1993-03-23 Hitachi Zosen Corporation Tundish exchange apparatus for a continuous casting equipment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3316367C2 (de) * 1983-05-05 1989-04-06 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CIGNETTI, Nick P.: Develop- ment of a small sized ladle metallurgy system. In: Metallurgical Plant and Technology Interna- tional 5/1990, S. 64-73 *
SWANEY, Richard U. *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07224312A (ja) 1995-08-22
US5480127A (en) 1996-01-02
DE4404313C2 (de) 2002-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4445209C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Doppelgefäß-Lichtbogenofens
DE3042222C2 (de) Verfahren zur Reduktion von feinkörnigen, unter anderem Eisenoxide enthaltenden Metalloxiden unter Gewinnung von bei der Temperatur der Eisenschmelze flüchtigen Metallen
EP0721990B1 (de) Verfahren zum Herstellen von legierten Stählen und Elektroofenanlage mit verstellbaren Frischlanzen dafür
EP0784708B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einstufigen erschmelzen von flüssigem eisen mittels nicht-elektrischer und elektrischer schmelzarbeit
EP0199714B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Stahl aus Eisenschwamm sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE2406480A1 (de) Verfahren zum raffinieren von stahl
DE2418109C2 (de)
DE112010002970T5 (de) Verfahren zum Schmelzen, Anfrischen, Legieren und Behandeln von Stahl
DE19608530C2 (de) Verwendung von reinem CO¶2¶-Gas oder einem im wesentlichen CO¶2¶ enthaltenden Gas als Trägergas bei der Behandlung von Stahl in einem Lichtbogenofen
DE2443177C2 (de) Metallurgisches Verfahren zur direkten Reduktion von Metalloxiden zu Metall
DE19728102C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stählen mit hohem Cr-Gehalt und/oder Ferrolegierungen
DE1923596A1 (de) Kontinuierliches Verfahren zur Stahlherstellung
DE4404313C2 (de) Verfahren zum Aufschmelzen und Behandeln von Metallen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
EP1332232B1 (de) Verfahren zur erzeugung nichtrostender stähle, insbesondere chrom- und chromnickelhaltiger edelstähle
DE3426736C2 (de)
DE19545831C2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Doppelgefäß-Lichtbogenofen-Anlage sowie Doppelgefäß-Lichtbogenofen
DE2900864A1 (de) Verfahren zum einspritzen von pulverfoermigem material in eine metallurgische schmelze
DE10215828B4 (de) Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen von nichtrostendem Stahl, insbesondere von chrom- oder chromnickelhaltigem Edelstahl
DE2559188C2 (de) Verfahren zur Entschwefelung von Stahlschmelzen
DE3316367C2 (de)
DE2116445B2 (de) Verfahren zur erzeugung von stahl
EP1630238B1 (de) Verfahren zur Rückgewinnung von metallischen Elementen aus metalloxidhaltigen Schlacken
WO2022033921A1 (de) Verfahren zur herstellung von rohstahl und aggregat zu dessen herstellung
AT337238B (de) Verfahren zur entschwefelung von stahlschmelzen
DE2535207C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Gewinnen von Stahl aus vorreduziertem kleinstückigem eisenhaltigem Material, insbesondere Pellets oder Stückerzen bzw. Eisenschwamm, in einem Elektroofen

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: ALD VACUUM TECHNOLOGIES GMBH, 63526 ERLENSEE, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: ALD VACUUM TECHNOLOGIES AG, 63450 HANAU, DE

8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee