DE655860C

DE655860C - Verfahren zur Herstellung von sauerstoffarmem Stahl

Info

Publication number: DE655860C
Application number: DES112154D
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: 1933-12-17
Filing date: 1933-12-17
Publication date: 1938-01-25

Description

Verfahren zur Herstellung von sauerstoffarmem Stahl Man hat bereits vorgeschlagen, Stahl, welcher in einem besonderen Ofen erschmolzen wurde, zusammen mit vorher geschmolzener Schlacke, die arm an Eisenoxydul und zweckmäßig dünnflüssig ist, in einen elektrischen Induktionsofen einzugießen, um durch die Einwirkung des elektrischen Feldes eine Durchmischung von Schlacke und Stahl und damit eine Entfernung des Sauerstoffs zu erreichen. Dieses Verfahren hat die erwarteten Ergebnisse nicht gebracht. Die Auswaschung der Sauerstoffverbindungen aus dem Stahl ist unvollkommen, weil die Schlacke gegen die Ofenwände gedrängt und die Stahloberfläche blank wird.
Man verfährt daher gewöhnlich so, daß man in dem Induktionsofen zunächst den Schrot niederschmilzt, dann die Schlackenbestandteile in fester Form aufgibt und dem Stahl Desoxydationsmittel zusetzt. Die Schlacke hat dabei die Aufgabe, die durch Hinzufügung der Desoxydationsmittel im Stahl erzeugten Einschlüsse aufzunehmen. Die weitgehende Entfernung des Sauerstoffes macht bei diesem Verfahren insofern Schwierigkeiten, als die Stahloberfläche vor dem Schmelzen der Schlacke dauernd mit der atmosphärischen Luft in Berührung steht. Die Folge davon ist eine sehr schnelle Oxydation des Stahls. Das gebildete Eisenoxydul wirkt als Verschlackungsmittel für die zur Schlackebildung zugesetzten Bestandteile, beispielsweise die Kieselsäure oder das Glas, und man erhält schließlich auf der Oberfläche der Stahlschmelze eine Schlackenschmelze, die nicht unerhebliche Mengen von Eisenoxydul enthält. Dadurch wird ihr Aufnahmevermögen für das im Stahl gelöste Eisenoxydul vermindert oder gänzlich aufgehoben, insbesondere wenn die Erschmelzung der Schlacke nur langsam vor sich gegangen ist. Man erzielt also auf diese Weise keine weitgehende Herabsetzung des Sauerstoffgehaltes, sofern man nicht etwa erhebliche Mengen von Desoxydationsmitteln aufwenden will, deren Sauers"toffverbindüngen aber auch .nicht vollständig in die Schlacke gehen.
Es wurde- nun gefunden, daß man alle geschilderten Nachteile vermeiden und nicht nur eine sehr weitgehende Entfernung des Sauerstoffes aus dem Stahl, sondern auch eine Einführung von Silicium in den Stahl erreichen kann, wenn man die vorher geschmolzene, eisenoxydularme und zweckmäßig dünnflüssige Schlacke sofort nach dem Einbringen des Stahls in den Ofen oder wenigstens nach dem Niederschmelzen und Entschlacken des Stahls in einer Menge hinzufügt, welche hinreicht, die gesamte Stahloberfläche dauernd zu bedecken, und unter der Schlackendecke arbeitet.
Man verwendet saure, nicht reduzierende Schlacken, die infolge ihres niedrigen Gehaltes an Eisenoxydul in der Lage sind, diese Verbindung aus dem Stahl aufzunehmen und dadurch eine weitgehende Herabsetzung des Sauerstoffes herbeizuführen.-- Damtt. sie ihre Wirkung entfalten können, ist es s er erfeiderlich, sie so schnell auf den Stahl fzul@rt n gen, daß eine wesentliche (2 ätiön. .k° Stahloberfläche durch die Berührung mit der0. Luft noch nicht eintreten konnte. Außerdem ist es notwendig, solche Schlackenmengen anzuwenden, die hinreichend sind, die Stahloberfläche während des ganzen Arbeitsvorganges bedeckt zu halten. Schließlich muß man darauf bedacht sein, den Arbeitsvorgang derart zu führen, daß die Stahloberfläche während der ganzen Zeit von der Schlacke bedeckt bleibt, also die Schlacke nicht vollständig an die Ofenwände gedrängt wird. Es ist daher in den meisten Fällen nicht zulässig, den Ofen mit voller Last zu betreiben.
Durch die Decke an schmelzflüssiger Schlacke wird die Stahloberfläche schon vorn Beginn der Behandlung an gegen die oxydierende Einwirkung der Luft geschützt. Die Entfernung des Sauerstoffes aus dem Stahl mit Hilfe der Schlacke setzt sofort ein und wird unter der gegen die Einwirkung der Luft schützenden Schlackendecke beendet. Die Schlacke wirkt ausschließlich in der Richtung, daß sie die im Stahl gelösten Oxyde aufnimmt, und dieses Aufnahmevermögen wird nicht durch Nebenreaktionen gestört. Es gelingt auf diese Weise eine außerordentlich weitgehende Herabsetzung des Sauer-Stoffgehaltes ohne Anwendung von Reduktionsmitteln, und überdies tritt eine Anreicherung des Stahls an Silicium ein. Man kann den Stahl ohne Zusatz von Silicium oder Aluminium vergießen, und die Blöcke werden ohne Steigen fest. Dieses Ergebnis läßt sich selbst bei Stählen erzielen, die sehr arm an Kohlenstoff und an Mangan sind.
Die Vorteile des neuen Verfahrens lassen sich am besten durch ein Beispiel erläutern. In einem Hochfrequenzofen von i ooo Perioden, dessen Fassungsvermögen i 5o kg beträgt, wurde ein weicher Stahl geschmolzen, der unmittelbar nach dem Schmelzen o,o8o 11, Kohlenstoff, o,o40J, Silicium, 0,0130% Mangan und 0,049 % Sauerstoff enthielt. Die heim Schmelzen des Stahles entstandene ".WI@lacke wurde sorgfältig entfernt, und

#,,tz wurden etwa 35 kg einer schmelz-

fF'ü'en Schlacke mit 16 010 Si 02, o,99 0/0 FM, 36,9%A1203, 31,3o/oTi02, 3,2%MnO, 6,6 0 J0 Ca O und i,0 % Mg O aufgebracht. Nach i 5 Minuten wurden zwei Muster gezogen. Der Stahl enthielt o,o8o 0J0 Kohlenstoff, 0,26o 0/0 Silicium, o,ogo % Mangan und o,oo5 % Sauerstoff. Die Schlacke enthielt 21,60J0 Si 0, 2,55%Fe0, 3i,60/0 A1203, 3,60J0 MnO, 6,I0/0 CaO, 1,401o Mg0 und 30, 1 010 Ti 02.
Die Analyse zeigt, daß die Schlacke erhebliche Mengen an Sauerstoff aus dem Stahl entfernt hat. Ihr Eisenoxydulgehalt ist wesentlich gewachsen, während der Sauerstoffgehalt des Stahls schon nach 15 Minuten sehr weitgehend herabgesetzt worden ist. Zugleich ist eine beträchtliche Erhöhung des Siliciumgehalts erfolgt.
Dieses Ergebnis ist darauf zurückzuführen, daß das Aufnahmevermögen der Schlacke für die Sauerstoffverbindungen des Stahls nicht durch die Einwirkung von Luft auf den Stahl vermindert worden ist und daß daher der Stahl auf die Kieselsäure der Schlacke reduzierend einwirken konnte.

Claims

PATrNTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von sauerstoffarmem Stahl durch Behandlung einer Stahlschmelze mit einer nicht reduzierenden, vorher geschmolzenen, eisenoxydularmen und zweckmäßig dünnflüssigen sauren Schlacke im elektrischen Induktionsofen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schlacke sofort nach dem Einbringen oder Niederschmelzen und Entschlacken des Stahls in einer Menge zuführt, welche hinreicht, die gesamte Stahloberfläche dauernd zu bedecken, und unter der Schlackendecke arbeitet.