DE465489C

DE465489C - Process for the production of iron or steel alloys

Info

Publication number: DE465489C
Application number: DES62038D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-03-11
Filing date: 1923-02-02
Publication date: 1928-09-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Eisen- oder Stahllegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Eisen- oder Stahllegierungen, insbesondere von Spezialstählen, in derWeise, daß eine das Legierungsmetall enthaltende Verbindung und ein Reduktionsmittel in ein schmelzflüssiges, mit einer Schlackenschicht bedecktes Eisen- oder Stahlbad eingeführt werden. Nach einem früheren Vorschlag hat man als Reduktionsmittel Aluminium verwendet und dieses, mit Chromerz gemischt, in die Schlackenschicht eingetragen. Bei diesem Verfahren verlief die Reaktion zwischen dem Chromoxyd und dem Aluminium nicht in gewünschter Weise. Beim Vorschreiten der Reaktion machte das Aluminium die Schlacke klebrig und zähe, wodurch ein Durchsickern des reduzierten Chrommetalls durch die Schlacke behindert wurde; überdies unterliegt das Chrommetall dabei der Gefahr der Wiederoxydation. Gegenüber dem bekannten Verfahren unterscheidet sich das vorliegende Verfahren dadurch, daß das Reduktionsmittel in das Metallbad und die unreduzierte, das Legierungsmetall enthaltende Verbindung für sich in die Schlackendecke eingetragen wird. Hierbei kann der Schlacke mit einem Erz des Legierungsmetalls :ein Flußmittel zugesetzt werden. Als Reduktionsmittel empfiehlt es sich, Silicium oder eine Siliciumlegierung zu verwenden, und als das das-Legierungsmittel enthaltende Erz (eignet sich insbesondere Chromerz.Process for making iron or steel alloys The invention relates to a method for the production of iron or steel alloys, in particular of special steels, in such a way that a compound containing the alloy metal and a reducing agent into a molten one covered with a layer of slag Iron or steel bath can be introduced. According to an earlier suggestion, as The reducing agent used is aluminum and mixed with chrome ore in the slag layer registered. In this process the reaction between the chromium oxide and the aluminum not in the desired way. As the reaction progressed, made the aluminum made the slag sticky and tough, thus preventing leakage of the reduced Chrome metal was obstructed by the slag; moreover, the chrome metal is defeated at the same time the risk of reoxidation. Compared to the known method differs The present method is characterized in that the reducing agent in the metal bath and the unreduced, alloy metal-containing compound into the Slag cover is entered. Here, the slag can be mixed with an ore of the alloy metal : a flux can be added. It is recommended to use silicon as a reducing agent or to use a silicon alloy and as the one containing the alloying agent Ore (chrome ore is particularly suitable.

Bei der getrennten Zuführung können das Reduktionsmittel und die das Legierungsmetall enthaltende Verbindung je für sich innerhalb des Metallbades und der Schlackendecke verteilt werden, - demzufolge die Reaktion zwischen ihnen an der Berührungsfläche der Metallschicht mit der Schlackenschicht eintritt. Vorzugsweise wird entweder das Reduktionsmittel oder die Verbindung des legierenden Metalls lange genug vor dem jeweiligen anderen Materialeingetragen, so daß das zuerst zugesetzte Zeit genug hat, sich vor der Zufügung des anderen zu verteilen. Wenn z. B. ein Erz, etwa Chromit, zuerst zugesetzt wird, verteilt .es sich innerhalb der ganzen Schlackenschicht, und da das Chrom darin in der Oxydform enthalten ist, kann es während der Verteilungszeit nicht verbrennen. Oder wenn das Reduktionsmittel, z. B. Silicium, zuerst zugesetzt wird, kann es sich in dem Metallbad verteilen, bevor -las Erz auf die Schlacke geworfen wird. Geschieht dies, so verteilt sich das Erz in der Schlackenschicht und trifft auf das Reduktionsmittel an der Berührungsfläche zwischen der Schlacke und dem Stahl, so d@aß die Reaktion an der ganzen Berührungsfläche stattfindet. Das reduzierte Legierungsmetall ist in naszierendem Zustand in Berührung mit dem Stahlbad, und es werden so die besten Bedingungen für das Legieren und die gleichmäßige Verteilung des Legierungsmetalls innerhalb des Stahles erzeugt.In the case of separate supply, the reducing agent and the Alloy metal-containing compound each for itself within the metal bath and the slag cover - hence the reaction between them the contact surface of the metal layer with the slag layer occurs. Preferably either the reducing agent or the alloying metal compound becomes long enough before the other material so that the one added first Has enough time to spread out before the other is inflicted. If z. B. an ore, Chromite, for example, is added first, it is distributed throughout the entire layer of slag, and since the chromium is contained therein in the oxide form, it can during the distribution time do not burn. Or when the reducing agent, e.g. B. silicon, added first it can spread in the metal bath before ore is thrown onto the slag will. If this happens, the ore is distributed in the slag layer and hits on the reducing agent at the interface between the slag and the steel, so that the reaction takes place over the entire contact surface. That reduced Alloy metal is in contact with the steel bath in a nascent state, and this creates the best conditions for alloying and uniform distribution of the alloy metal generated within the steel.

Das neue Verfahren kann in folgender Weise ausgeübt werden.The new procedure can be practiced in the following ways.

Der Stähl oder das Eisen, dem das legierende Element zugefügt werden soll, wird zunächst in einem Ofen geschmolzen; dann wird das Reduktionsmittel, welches aus einem kohlenstoffhaltigen Material; wie z. B. Roheisen, bestehen oder auch Silicium, Mangan, Calcium, Magnesium o. dgl. sein kann, dem geschmolzenen Metall zugesetzt und ihm eine genügende Zeit gelassen, um sich vollkommen in dem Metallbad zu verteilen. Die Reduktionsmittel sinken vermöge ihres spezifischen Gewichtes oder durch Zuhilfenahme besonderer Packungen durch die Schlackenschicht in das Metallbad hinab. Die Menge des jeweils zugesetzten Reduktionsmittels ist-so zu bemessen, daß es die erforderliche Menge des legierenden Bestandteiles aus dem an zweiter Stelle zugefügten, ihn enthaltenden Rohstoff zu reduzieren vermag. Dieser letztere wird dann in dem errechneten Verhältnis oder in geringem ilberschuß, vorzugsweise in Anwesenheit eines Flußmittels, wie Kalk oder Kalk, Flußspat und Borax, zugesetzt. Der Zweck des Flußmittels ist, eine Schlacke mit der Gangart des zugesetzten Erzes und gegebenenfalls mit dem sich oxydierenden Reduktionsmittel zu erzeugen.. Kalk als Flußmittel verbindet sich, z. B. bei Verwendung von Silicium, als Reduktionsmittel mit dem sich bildenden Siliciumdioxyd. Infolge des spezifischen Gewichtes verbleibt der rohe Legierungsstoff in der Schlackenschicht. Die reduzierende Wirkung tritt dann an der Berührungsfläche der Schlacke und des Metallbades ein. Nach Beendigung dieser Reaktion kann die Temperatur im Ofen erhöht werden, um die letzten Spuren des Reduktionsmittels aus dem Fertigstahl zu beseitigen und gleichzeitig die Wirkung der-zu diesem Zweck zugefügten Flußmittel zu beschleunigen.The steel or the iron that the alloying element is to be added, is first melted in a furnace; then the reducing agent, which is made of a carbonaceous material; such as B. pig iron exist or can also be silicon, manganese, calcium, magnesium or the like, the molten metal added and allowed sufficient time to completely immerse himself in the metal bath to distribute. The reducing agents decrease by virtue of their specific gravity or by using special packings through the slag layer into the metal bath down. The amount of the reducing agent added in each case is to be measured in such a way that it the required amount of the alloying component from the second added raw material containing it is able to reduce. This latter will then in the calculated ratio or in a slight excess, preferably in Presence of a flux such as lime or lime, fluorspar and borax added. The purpose of the flux is to create a slag with the gangue of the added ore and optionally to produce with the oxidizing reducing agent .. Lime as a flux connects, e.g. B. when using silicon as a reducing agent with the silicon dioxide that forms. Remains due to the specific weight the raw alloy material in the slag layer. The reducing effect occurs then at the contact surface of the slag and the metal bath. After completion This reaction can raise the temperature in the oven to the last traces to eliminate the reducing agent from the finished steel and at the same time the effect to accelerate the flux added for this purpose.

Im allgemeinen ist es zweckmäßig, dem geschmolzenen Stahl zuerst das Reduktionsmittel und dann erst den das legierende Element enthaltenden Rohstoff zuzusetzen.In general, it is convenient to use the molten steel first Reducing agent and only then the raw material containing the alloying element to add.

Als Reduktionsmittel eignet sich Ferrosilicium, jedoch kann auch reines Silicium oder eine andere S;iliciumlegierung, z. B. eine solche, welche eines der legierenden Metalle enthält, benutzt werden. Beispielsweise kann für Edelstahl in den geschmolzenen Stahl seine Siliciumchromlegierung eingeführt und ihr Siliciumgehalt benutzt werden, um aus der Schlackendecke zugesetztem Chromerz Chrom zu reduzieren. Eine solche SHiciumchromlegierung kann aus ungefähr 3o bis q.50/0 Chrom, 25 bis 30% Eisen und 25 bis 400/0 Silicium bestehen. Das Silicium der Siliciumchromlegierung verringert den Schmelzpunkt einer solchen Legierung so, daß ihre Verwendung in leicht schmelzenden Metallen, wie Gußeisen, möglich wird, wo die Temperatur die gewöhnliche Ferrochromlegierung nicht schmelzen würde.Ferrosilicon is a suitable reducing agent, but pure silicon or another silicon alloy, e.g. B. one which contains one of the alloying metals can be used. For example, for stainless steel, its silicon-chromium alloy can be introduced into the molten steel and its silicon content can be used to reduce chromium added from the slag cover. Such a silicon chromium alloy can consist of approximately 30 to 50/0 chromium, 25 to 30% iron and 25 to 400/0 silicon. The silicon of the silicon-chromium alloy lowers the melting point of such an alloy so that it can be used in easily melting metals, such as cast iron, where the temperature would not melt the ordinary ferro-chromium alloy.

Auch für eine Mehrzahl von legierende Elemente enthaltenden Spezialstählen können die die verschiedenen legierenden Elemente enthaltenden Rohmaterialien zusammen. der Schlackendecke des geschmolzenen Stahles zugesetzt werden, der seinerseits das Reduktionsmittel enthält. In solchen Fällen kann ein Flußmittel getrennt zugesetzt oder die legierenden Rohstoffe können in solchen Verbindungen gewählt werden, daß sie in ihrer Gangart Glas Flußmittel enthalten.Also for a large number of special steels containing alloying elements may combine the raw materials containing the various alloying elements. are added to the slag cover of the molten steel, which in turn has the Contains reducing agents. In such cases, a flux can be added separately or the alloying raw materials can be selected in such compounds that they contain glass flux in their gait.

Es kann auch eine Mehrzahl von Reduktionsmitteln verwendet werden, so eine l#hschung von kohlenstoffhaltigen und rein metallischen Reduktionsmitteln oder mehreren verschiedenen metallischen Reduktionsmitteln. Es kann z. B. eine Eisensiliciumlegierung, die Kohlenstoff enthält, verwendet werden, wobei sowohl der Gehalt an Silicium als auch derjenige an Kohlenstoff für den Reduktionszweck ausgenutzt werden. Auch können irgendwelche Reduktionsmittel, die ursprünglich bereits im Stahlbad vorhanden sind, nutzbringend ausgenutzt werden.A variety of reducing agents can also be used, Such a deletion of carbonaceous and purely metallic reducing agents or several different metallic reducing agents. It can e.g. B. an iron-silicon alloy, containing carbon, both the content of silicon as also that of carbon can be used for the purpose of reduction. Also can any reducing agents that are originally already present in the steel bath, can be used to good effect.

Claims

PATENT CLAIMS: i .. Process for the production of iron or steel alloys, in particular of special steels, by introducing one containing the alloy metal Compound and a reducing agent into a molten liquid, with a slag layer Covered iron or steel bath, characterized in that the reducing agent into the metal bath and the unreduced compound containing the alloy metal is entered for itself in the slag ceiling. a. Method according to claim i, characterized characterized in that the slag is fluxed with an ore of the alloy metal is added. 3. The method according to claim i, characterized in that .als Reducing agent silicon or a silicon alloy is used. q .. procedure according to claims i to 3, characterized in that as containing the alloying agent Ore a chrome ore is used.