DE648450C

DE648450C - Process for producing a low-oxygen steel by treating the steel with a molten acidic, non-reducing slag

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Publication number: DE648450C
Application number: DES99946D
Authority: DE
Original assignee: Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
Current assignee: Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
Priority date: 1931-07-22
Filing date: 1931-07-22
Publication date: 1937-09-23

Description

Verfahren zur Herstellung eins sauerstoffarmen Stahles durch Behandlung des Stahles mit einer schmelzflüssigen sauren, nicht reduzierenden Schlacke Zur Herstellung von sauerstoffarmem Stahl gibt es bisher nur ein Verfahren, um die im Stahl gelösten Metalloxyde ohne sonstige Veränderung des Stahls aus diesem zu entfernen. Dieses Verfahren besteht in der Behandlung des Stahls mit einer nicht reduzierenden, die im Stahl gelösten Metalloxyde, insbesondere das Eisenoxydul, lösenden Schlacke. .Man arbeitet dabei im allgemeinen .so, daß man das Stahlbad im Ofen längere Zeit unter einer Decke der oxydlösenden Schlacke hält. Dieses Verfahren ist kostspielig infolge der langen Behandlungsdauer, die erforderlich ist, um zu genügend sauerstoffarmen Stählen. zu gelangen.Process for producing a low-oxygen steel by treatment of the steel with a molten acidic, non-reducing slag In the manufacture of low-oxygen steel, there is currently only one method to achieve the im To remove metal oxides dissolved in steel from the steel without otherwise changing the steel. This process consists in treating the steel with a non-reducing, the metal oxides dissolved in the steel, especially the iron oxide, dissolving slag. One generally works in such a way that the steel bath is kept in the furnace for a long time holds under a blanket of the oxide-dissolving slag. This procedure is costly as a result of the long treatment time that is required to become sufficiently deoxygenated Steels. to get.

Eine andere Möglichkeit sauerstoffarmen, aber hoch kohlenstoffhaltigen Stahl herzustellen, besteht in der Reduktion der im Stahl gelösten Metalloxyde durch Kohlenstoff, wobei sich Kohlenoxyd bildet, das entweicht. Dieses Verfahren erfordert ebenfalls eine längere Behandlung im .Ofen.Another option is low-oxygen, but high-carbon Making steel consists in reducing the metal oxides dissolved in the steel Carbon, forming carbon oxide that escapes. This procedure requires also a longer treatment in the oven.

Die sogenannte Desoxydation von Stahl durch Zusatz von anderen Reduktionsmitteln als Kohlenstoff führt nicht zu sauerstoffarmem Stahl. Durch diese Reduktionsmittel wenden wohl die im Stahl gelösten Metalloxyde reduziert. Es bilden sich dabei aber Sauerstoffverbindungen der verwendeten Reduktionsmittel, die zum Teil in Form von Einschlüssen im Stähl bleiben, dessen Güte durch sie nachteilig beeinflußt wird. Es ist auch bereits bekannt,. Stahl in Schlacke einzugießen, um unter Kochen und Entgasung eine Desoxydation zu erreichen.. Dabei ist aber nicht wie bei der Erfindung die Nötwendigkeit der Anwendung einer hinreichenden Energie zur Erzielung einer innigen Durchwirbelung der Armut der Schlacke an Fe 0 und der gleichzeitigen Dünnflüssigkeit derselben erkannt worden.The so-called deoxidation of steel by adding other reducing agents as carbon does not result in low-oxygen steel. Through this reducing agent probably use the metal oxides dissolved in the steel reduced. But it does form Oxygen compounds of the reducing agents used, some of which are in the form of Inclusions remain in the steel, the quality of which is adversely affected by them. It is also already known. Pour steel in slag to cook under and Degassing to achieve deoxidation .. But this is not like the invention the need to use sufficient energy to achieve a intimate whirling through the poverty of the slag in Fe 0 and the simultaneous thin liquid the same has been recognized.

Die Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß alle diese. Nachteile der bekannten Desoxydationsverfahren beseitigt werden und in einer außergewöhnlich kurzen Frist ein weitgehend vom Sauerstoff befreiter Stahl mit großer Regelmäßigkeit und unbedingter Sicherheit erhalten wird, wenn man den Stahl mit einer dünnflüssigen, sauren, nicht redu-. zierenden,. weniger als 5 °/a Ei$enoxydül enthaltenden und daher Eisenoxydul atts dem Stahl aufnehmenden Schlacke durch so heftiges Eingießen; des Stahles in dickem Strahl in das Schlackenbad, daß sich ein -emulsionsartiges Gemisch von Schlacke und Stahl bildet, innig durchwirbelt. Das so gebildete innige Gemisch entmischt sich nach ganz kurzer Zeit wieder unter Bildung von zwei übereinandergelagerten Schichten. Der Stahl ist dann sauerstoffarm und kann sofort. vergossen werden. Die durch die inn,K, Durchwirbelung in einem Zeitraum von wer'*-'*' gen Minuten erzielte Wirkung ist außee7'= gewöhnlich gut. So gelingt es z. B. durch die erfindungsgemäßeDurchwirbelung in etwa i bis 2 Minuten, den Sauerstoffgehalt eines Stahles von 0,072 auf 0,0z¢11/, herabzusetzen, ohne daß der Stahl sonst wesentlich verändert worden ist.The invention consists in the recognition that all of these. Disadvantages of the known deoxidation process are eliminated and a largely deoxygenated steel is obtained with great regularity and absolute reliability in an exceptionally short period of time if the steel is not reduced with a thin, acidic. ornamental ,. slag containing less than 5 per cent of egg enoxide and therefore absorbing iron oxide in the steel by pouring it so violently; of the steel in a thick jet in the slag bath, that an -emulsion-like mixture of slag and steel forms, whirls through intimately. The intimate mixture thus formed separates again after a very short time with the formation of two superimposed layers. The steel is then low in oxygen and can be used immediately. to be shed. The effect achieved by the inn, K, turbulence in a period of minutes' * - '*' is also usually good. So it succeeds z. B. by vortexing according to the invention in about 1 to 2 minutes to reduce the oxygen content of a steel from 0.072 to 0.0z [11 /, without the steel has otherwise been significantly changed.

Die erfindungsgemäße innige D.urchwirbelung von Stahl mit Schlacke kann außer durch Eingießen des Stahles in dickem Strahl in ein Schlackenbad auch dadurch herbeigeführt werden, daß Stahl und Schlacke gemeinsam in dickem Strahl in eine Gießpfanne so heftig eingegossen werden, daß eine emulsionsartige Mischung entsteht, oder es kann durch geeignete mechanische Mittel eine innige, zur Bildung emulsionsartiger Gemische führende Durchwirbelung von Schlacke mit dem Stahl herbeigeführt werden.The intimate fluidizing of steel with slag according to the invention can also be done by pouring the steel in a thick stream into a slag bath are brought about by the fact that steel and slag together in a thick stream poured into a ladle so violently that an emulsion-like mixture arises, or it can by suitable mechanical means an intimate, to the formation causing emulsion-like mixtures leading to whirling of slag with the steel will.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Stahl vor der Durchwirbelung mit der Schlacke einer Rückkohlung unterworfen. In diesem Falle kann man mit einer Schlacke von geringerem Aufnahmevermögen oder mit geringeren Schlackenmengen von gleichem Aufnahmevermögen für Eisenoxyd ein gleiches oder ähnliches Ergebnis wie ohne Rückkohlung erzielen. Es gelingt dann sogar, wesentlich niedrigere Sauerstoffgehalte des Stahles als beim Arbeiten ohne Rückkohlung zu erzielen, wenn man mit gleichen oder selbst kleineren Mengen von gleichwirkender Schlacke arbeitet.According to one embodiment of the invention, the steel is prior to turbulence subjected to recarburization with the slag. In this case you can use a Slag with a lower absorption capacity or with smaller amounts of slag same absorption capacity for iron oxide an identical or similar result as without recarburization. It is then even possible to achieve significantly lower oxygen levels of steel than when working without recarburization, when one is with the same or even smaller amounts of slag with the same effect.

Die Zusammensetzung der -Schlacken, die gemäß der Erfindung Anwendung finden, kann innerhalb weiter Grenzen schwanken; Voraussetzung ist nur, daß die Schlacken weniger als 5 0/, Eisenoxydul 'enthalten, um das im Stahl gelöste FeO aufnehmen zu können. Ihre Wirkung ist um so energischer, je höher ihr Aufnahmevermögen für Fe 0 ist, d. h. je saurer.und je ärmer an Eisenoxydul sie sind, jedoch unter der Voraussetzung, daß sie genügend dünnflüssig sind, um die innige Durchwirbelung erzielen zu können. Zur Erhöhung der Dünnflüssigkeit können den Schlacken in an sich " bekannter Weise Schmelz- und Flußmittel zugesetzt werden. Besonders dünnflüssig sind Tonerde und gegebenenfalls noch Kalk enthaltende saure Schlacken, ferner saure Schlacken mit Alkalioxyd- oder Erdalkalioxydgehalt oder beiden.The composition of the slag used according to the invention can vary within wide limits; The only requirement is that the Slag contains less than 50% of 'iron oxide' in order to reduce the FeO dissolved in the steel to be able to record. Its effect is all the more energetic, the higher its absorption capacity for Fe is 0, i.e. H. the more acidic and the poorer in iron oxide they are, but less the prerequisite that they are sufficiently thin to ensure the intimate whirling around to be able to achieve. To increase the thin liquid, the slag can be added melt and flux can be added in a known manner. Particularly low viscosity are alumina and possibly also acidic slag containing lime, furthermore acidic Slags containing alkali or alkaline earth or both.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es vorteilhaft, die benutzten Schlaöken zur Entfernung der aufgenommenen OXyde mit einem Reduktionsmittel zu behandeln, um sie erneut für die Durchwirbelung verwenden zu können. Beispiele 1. In eine Gießpfanne wurden 120o kg Schlacke folgender Zusammensetzung eingegossen: Si O$ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68,2o0/, Alp 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11,92 °/, CaO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,o8°(, MnO . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, t9 0/,). Fe 0 .. . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2501. NaQ0 . . . . . . . . . . . . . . . . . 7,000/0 In diese Schlacke wurden 14 Tonnen nicht desoxydierten Stahles mit o,020°/, C, 0,010.0/e Si und 0,025'/, Mn in dickem Strahl eingegossen.For economic reasons it is advantageous to treat the used flakes to remove the absorbed OXyds with a reducing agent in order to be able to use them again for the fluidization. EXAMPLES 1. 120o kg of slag of the following composition were poured into a pouring ladle: SiO $. . . . . . . . . . . . . . . . . . 68,2o0 /, Alp 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.92 ° /, CaO. . . . . . . . . . . . . . . . . . 8, o8 ° (, MnO.................. 4, t9 0 /,). Fe 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.2501. NaQ0. . . . . . . . . . . . . . . . . 7,000 / 0 14 tons of non-deoxidized steel with 0.020 ° /, C, 0.010.0 / e Si and 0.025 '/, Mn were poured into this slag in a thick stream.

Durch das Eingießen des Stahles in die Schlacke in einer Zeit von etwa einer Minute wurde eine innige Durchwirbelung erzielt. Unmittelbar darauf wurde der sich sofort absetzende Stahl zu Blöcken vergossen, unter Zusatz von kleinen Mengen Aluminium in die Kokillen. Schon ein Zusatz von 0,o6°/, Aluminium reichte aus, um ein Steigen des Stahles in den Kokillen zu verhindern, was ein Beweis für seinen niedrigen Sauerstoffgehalt ist.By pouring the steel into the slag in a time of An intimate vortex was achieved for about a minute. Immediately afterwards it was the steel that settles immediately is cast into blocks, with the addition of small ones Lots of aluminum in the molds. An addition of 0.06% aluminum was enough to prevent the steel from rising in the molds, which is evidence of its low oxygen content.

Die verwendete Schlacke kann auch 57,80®/o Si 0v 15,6o0/, Al. ,03, 12, 50 0/11 Ca O, 4,074/o Mn O, 2,0411/, Fe O und 8,0o 0/, Nay O enthalten.The slag used can also be 57.80% Si 0v 15.6o0 /, Al. , 03, 12, 50 0/11 Ca O, 4.074 / o Mn O, 2.0411 /, Fe O and 8.0o 0 /, Nay O included.

2. Ein Stahl mit a,o5o0/, C, o,oio0/, Si und o,04211/, Mn wurde nach Entfernung der Schlackendecke aus dem Ofen durch Zusatz vonAnthrazit bis auf einen Kohlenstoffgehalt von o,47511/, rückgeholt. Dieser Stahl wurde ohne vorherige Desoxydation in dickem Strahl in eine Gießpfanne gegossen, die i2ookg Schlacke enthielt. Die Schlackenzusammensetzung war 70 0/, Si 0" 25'/, Na= O und 5 °(, Ca O.2. A steel with a, o5o0 /, C, o, oio0 /, Si and o, 04211 /, Mn was retrieved after removing the slag cover from the furnace by adding anthracite to a carbon content of o.47511 /. This steel was poured in a thick stream into a pouring ladle, without prior deoxidation, which contained 400 grams of slag. The slag composition was 70 0 /, Si 0 " 25 '/, Na = 0 and 5 ° (, Ca 0.

Der Stahl wurde sofort nach dem Absetzen unter Zusatz von Alumin;um in Kokillen gegossen. Ein Zusatz von o,oi °/, Aluminium reichte aus, um ein Steigen des Stahles in den Kokillen zu verhindern.The steel was immediately after settling with the addition of aluminum poured into molds. An addition of o, oi ° /, aluminum was enough to raise it of the steel in the molds.

3. 15 Tonnen Stahl mit o,02511/, Sauerstoff wurden ohne vorherige Desoxydation in dikkem Strahl in 2500 kg Schlacke mit. 620/, Si0y, i811/,A1303, 2o11/, MgO und 11,5°/, Fe0 in eine Gießpfanne eingegossen. Nach dem Absetzen wunde ein Stahl mit o,oo2'/, O erhalten, der nach dem Gießen auch ohne Zusatz von Aluminium ir. den Kokillen nicht stieg.3. 15 tons of steel with 0.02511 /, oxygen were converted into 2500 kg of slag in a thick stream without prior deoxidation. 620 /, Si0y, 1811 /, A1303, 2o11 /, MgO and 11.5%, Fe0 poured into a ladle. After settling, a steel with o, oo2 '/, O was obtained, which after casting did not rise in the molds even without the addition of aluminum.

4. Eine nicht desoxydierte Stahlschmelze mit etwa o,072°/, Sauerstoff und etwa 0,035% Kohlenstoff wurde durch 'Rückkohlung auf einen Kohlenstoffgehalt von 0,255 0/0 gebracht. Ihr Sauerstoffgehalt nach der Rückkohlung betrug, o,0240/0. Diese Stahl schmelze wurde heftig und in dickem Strahl in ein Schlackenbad eingegossen, das sich in einer Gießpfanne befand. Die Schlacke war sauer, nicht reduzierend, dürjnflüss-ig und arm an Eisenoxydul. Sie enthielt 52 0% Si 02, 15 0/0 A1203, 180/0- Mg 0, 5 % Ca O, 8,5/« 0MnO und 1,5% Fe0.4. A non-deoxidized steel melt with about 0.072% oxygen and about 0.035% carbon was brought to a carbon content of 0.255 % by means of recarburization. Their oxygen content after recarburization was 0.0240/0. This steel melt was poured violently and in a thick stream into a slag bath, which was located in a ladle. The slag was acidic, non-reducing, thin, and poor in iron oxide. It contained 520% Si 02, 15 0/0 A1203, 180/0 Mg 0, 5% CaO, 8.5% MnO and 1.5% FeO.

Gleich nach dem Eingießen des Stahles in das Schlackenbad trennte sich das Gemisch in zwei Schichten Der Stahl wurde sofort aus der Gießpfanne in Kokillen gegossen. Um ein Steigen des Stahles in der Kokille zu verniesden, genügte ein Zusatz von 2o g Aluminium auf 500 kg Stahl in der Kokille. Der Sauerstoffgehalt des so erhaltenem Stahles betrug o,oo60/0.Immediately after the steel was poured into the slag bath, the mixture separated into two layers. The steel was immediately poured from the ladle into molds. To prevent the steel from rising in the mold, it was sufficient to add 20 g of aluminum to 500 kg of steel in the mold. The oxygen content of the steel obtained in this way was 0.060 / 0.

Bei der Entfernung von P und _Si aus in der Birne hergestelltem Stahl hat man schon vorgeschlagen, gefrischten Stahl aus der Birne in einrn flüssige basische Schlacke enthaltenden Behälter so einzugießen, daß der Stahl durch die Schlacke hindurchgehe Man hat Zum gleichen Zwecke weiter vorgeschlagen, gefrischten Stahl und flüssige basische Schlacke aus getrennten Behältern in einen gemeinsamen Behälter einzugießen, und zwar zweckmäßig .den Stahl in mehreren dünnen Strahlen, um eine weitgehendeDurchmischung von Stahl und Schlacke zu erzielen. Der so behandelte Stahl wird nach Trennung von der Schlacke mit Ferromangan oder Spiegeleisen in üblicher Weise desoxydiert. Eine Entfernung von Sauerstoff in Vorm von Fe0 oder MnO aus dem Stahl findet bei diesem F. Verfahren aber nicht statt.When removing P and _Si from steel made in the pear It has already been proposed to convert refined steel from the pear into a liquid basic Pour the slag containing container so that the steel through the slag Go through. For the same purpose, refined steel has been proposed and liquid basic slag from separate containers into a common container to pour in, and expediently. the steel in several thin beams to get a to achieve extensive mixing of steel and slag. The steel treated in this way becomes more common after separation from the slag with ferro-manganese or fried iron Way deoxidized. Removal of oxygen in the form of FeO or MnO from the However, steel does not take place in this F. process.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for producing a low-oxygen -Steel -by treating the steel with a molten, acidic, non reducing slag, characterized in that the steel so violently on a Low viscosity, low in iron oxide, containing less than 50% Fe 0 and a high absorption capacity For slag containing iron oxide, it was poured as a result of the intimate mixing steel and slag suddenly make the steel low in oxygen.

2. Procedure according to claim i, characterized in that the steel with .the slag is recarburized.

3. The method according to claim i, characterized in that a clay-containing and lime-containing slag of approximately the following composition is used: 58% Si 02, 15.511 / o Al. 03, 12.50 /, Ca 0.404 MnO, 20 / "Fe 0 and 80 /, N?" 0 or 68% Si02 ,. 12% A1203, 8,% Ca0, 4% MnO, 0.25 '/, Fe 0 and 7% Na2 O. q .. Method according to claim i, characterized by the use of an alkaline and alkaline earth oxide-containing slag of approximately the following composition: 700A Si 02, 2501, Na, 0 and 5% Ca O.