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Verfahren zur Herstellung von sauerstoffarmem Stahl Bei der Herstellung
von sauerstoffarmem Stahl ist es schwierig, den tatsächlichen Sauerstoffgehalt wirksam
herabzusetzen und diese Wirkung in kurzer Zeit zu erreichen. Es ist bereits der
Vorschlag gemacht worden, den Stahl so heftig auf eine dünnflüssige, saure, eisenoxy
dularme, weniger als 5 % Fe C) enthaltende und ein hohes Aufnahmevermögen
für Eisenoxvdul besitzende Schlacke zu gießen, daß infolge der innigen Vermischung
von Stahl und Schlacke der Stahl schlagartig sauerstoffarm gemacht wird. Durch diese
innige Durchwirbelung von Schlacke im Stahl erhält man ein emulsionsähnliches Gemisch,
das sich sehr schnell wieder in zwei Schichten aufteilt, nämlich in eine Stahlschmelze
und eine darüberliegende Schlackenschicht. Das im Stahl gelöst vorhandene Eisenoxydul
ist durch die kurzfristige Durchwirbelung von Schfacke und Stahl aus dem Stahl entfernt
und von der Schlacke aufgenommen worden. Man erhält durch dieses Verfahren in einer
außerordenlich kurzen Zeit einett sauerstoffarmen Stahl. So gelingt es beispielsweise,
einen 0,072 °/o Sauerstoff enthaltenden Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt
von 0,035 %
durch Durchwirbelung mit der Schlacke in beispielsweise einer
Minute auf einen Sauerstoffgehalt von 0,014 % herunterzubringen. Erwächst
jedoch die Aufgabe, den Sauerstoffgehalt des Stahles nach diesem Verfahren noch
weiter herabzusetzen, so muß man mit überschüssig großen Schlackenmengen arbeiten
und/oder die geschilderte Behandlung durchführen.
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Gemäß der Erfindung wird es ermöglicht, den Sauerstoffgehalt des Stahls
in einer einzigen Behandlung noch weiter herabzusetzen oder aber mit schwacher extrahierender
Schlacke auszukommen und dabei denselben Grad der Sauerstofffreiheit zu erzielen.
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Die Erfindung besteht darin, daß man dem Stahl vor der Durchwirbelung
mit der Schlacke Mangan oder Chrom zusetzt und dann die Durchwirbelung mit der oben.
gekennzeichneten Schlacke vornimmt. Durch diese Metalle wird im Stahl vorhandenes
Eisenoxydul reduziert. Dafür erhält der Stahl aber Sauerstoffverbindungen der zugesetzen
Metalle. Sein Sauerstoffgehalt ist also der gleiche geblieben. Die in ihm gelösten
Sauerstoffverbindungen von Mangan oder Chrom werden aber wesentlich leichter von
der Schlacke aufgenommen, und infolgedessen kann man beim Arbeiten gemäß der Erfindung
mit schwächer wirkender Schlacke oder mit kleineren Mengen gleich wirkender Schlacke
gleiche oder ähnliche Ergebnisse wie
beim Arbeiten nach dem bekannten
Verfahren erzielen. Es gelingt beim Arbeiten gemäß der Erfindung bei Verwendung
einer gleichen oder gar kleineren Menge gleicher Schlacke, wie sie nach dem bekannten
VerfahrenF.verwendet wird, sogar Sauerstoffgehalte zu ehrt zielen, die wesentlich
niedriger als beim bekannten Verfahren liegen. Diese Wirkungen des neuen Verfahrens,
das sogar dazu führt, daß bei der Durchwirbelung des Stahls mit der sauren Schlacke
Kieselsäure der Schlacke reduziert und Silizium in den Stahl eingeführt werden kann,
sind in erster Linie darauf zurückzuführen, daß das Lösungsvermögen des Stahles
für die Sauerstoffverbindungen von Mangan oder Chrom kleiner ist als für Eisenoxydul,
weshalb sich diese leichter durch die Schlacke aus dem Stahl entfernen lassen.
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Beispiel Eine Stahlschmelze wird mit etwa i °/o Mangan versetzt. Ihr
Sauerstoffgehalt beträgt o,oy5 %. 13 t dieser Stahlschmelze werden in dickem
Strahl in i5oo kg einer schmelzflüssigen Schlacke eingegossen, die sich am Boden
einer Gießpfanne befindet und 6o % S-02, ao °/o Mg 0 und 2o %
Al. 0, enthält. Sofort nach dem Eingießen des Stahles hat sich das im
Augenblick des Eingießens emulsionsartige Gemisch von Stahl und Schlacke in der
Pfanne in zwei Schichten getrennt. Die untere Stahlschicht wird hierauf sofort durch
den Boden der Pfanne in Kokillen gegossen. Der vergossene Stahl steigt selbst dann
nicht, wenn man in die Kokillen, die 5oo kg Stahl enthalten, kein oder nur sehr
wenig Aluminium zur Beruhigung zusetzt. Der Sauerstoffgehalt des Stahles beträgt
0.003 °/o, ist also außergewöhnlich niedrig.
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Es ist bekannt, Mangan zur Desoxydation von Stahl zu verwenden. Auf
diese Weise erhält man, aber nicht eine Verminderung des Sauerstoffgehaltes des
Stahles; denn dieser bleibt unverändert. Im Stahl ist lediglich das Eisenoxydul
teilweise in Manganoxydul umgewandelt worden, das nun im Stahl gelöst vorhanE'den
ist. Demgegenüber wird gemäß cl 'e@i. lErfindung der Sauerstoffgehalt des ,#iiä.hles
in einer außergewöhnlich kurzen Zeit wirksam herabgesetzt, indem nicht nur das nach
dem Manganzusatz im Stahl noch vorhandene Eisenoxydul, sondern auch das gebildete
Manganoxydul durch die Schlackenbehandlung aus dem Stahl entfernt wird.
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Es ist ferner bekannt, entphosphorten Stahl in einer Pfanne mit einer
Schlacke zu behandeln, die metallurgische Reduktionsmittel, wie Ferromangan, enthält
oder aus diesen besteht. Nach der Schlackenbehandlung wird der Stahl dann durch
Behandlung in einem Elektroofen fertiggemacht. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung
das Mangan oder Chrom absichtlich dem Metall zugesetzt, um im Stahl vorhandenes
Eisenoxydul in Sauerstoffverbindungen des Zusatzmetalles umzuwandeln, die bei der
anschließenden innigen Durchwirbelung der Schlacke mit der Stahlschmelze, worin
sich das Verfahren gemäß der Erfindung ebenfalls vom bekannten Verfahren unterscheidet,
noch leichter von der Schlacke aufgenommen -werden als das Eisenoxydul.