DE686151C - Verfahren zur Herstellung von Eisen und Stahl im basischen Siemens-Martin-Ofen ohne Zugabe besonderer Desoxydationsmittel - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Eisen und Stahl im basischen Siemens-Martin-Ofen ohne Zugabe besonderer Desoxydationsmittel Die bekannten Schmelzverfahren zur Herstellung von schmiedbarem Stahl im Siemens-Martin-Ofen sind dadurch gekennzeichnet, daß im Ofen ein starker Oxydationsvorgang bewirkt wird. Der Oxydationsvorgang wird in vielen Fällen noch dadurch beschleunigt, daß dem Schmelzgut in Form von Erz zusätzlicher Sauerstoff hinzugefügt wird. Die oxydierende Wirkung des in den Feuergasen und im Einsatz enthaltenen Sauerstoffes ist bei den bekannten Verfahren derart stark, daß nicht nur die unerwünschten Begleitelemente des Eisens (C, P; S, Si) oxydiert werden, sondern daß darüber hinaus auch das für die Stahlqualität nützliche Mangan sowie das Eisen selbst oxydiert wird und teils in die Schlacke übergeht, teils im Stahlbad als Oxydul gelöst bleibt. Vor allem der letztere Umstand hat zur Folge, daß die Eigenschaften des Stahles durch die in ihm enthaltenen großen Mengen von Eisenoxydul so verschlechtert werden, daß Proben, die während des Schmelzprozesses entnommen werden, rotbrüchig sind und eine geringe Zähigkeit besitzen. Um den Stahl wieder schmiedbar zu machen, ist man gezwungen, ihn durch bestimmte Elemente am Schluß des Schmelzprozesses zu desoxydieren. Bei der Desoxydation wird meist Mangan in Form von Ferromangan verwandt, während andere Elemente vorwiegend nur dann zugegeben werden, wenn besondere Bedingungen an die Stahlqualität gestellt werden. Da der größte Teil des im Einsatz befindlichen Mangans durch Verbrennung verlorenging, war man genötigt, die Schmiedbarkeit des Stahles unter Aufwendung beträchtlicher Kosten und Zeitverluste wieder herzustellen.
• Wenn auch die Zähigkeit und V erformbarkeit des Eisens in der Wärme durch die Desoxydation verbessert wurde, so hatte dieser Vorgang jedoch auch noch erhebliche Nachteile zur Folge, die vor allen Dingen darin bestanden, daß die sich bildenden Desoxydationsprodukte in der kurzen bis zur Beendigung des Gießens zur Verfügung stehenden Zeit nicht restlos in die Schlacke übergehen konnten, sondern zum Teil als Einschlüsse im Stahl verblieben und in dem fertigen Walzprodukt zu häufigen Anständen führten.
• Erst in -neuerer Zeit sind Verfahren bekanntgeworden, diese letzteren Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, daß während des letzten Teiles der Schmelzführung die Temperatur erhöht wird, wodurch eine Reduktion des Mangans aus der Schlacke bewirkt wird und die nachträgliche Zugabe von Desoxydationsmitteln sich erübrigen soll. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, den für die Schmelzung erforderlichen Kalk schon gleich mit dem Einsatz aufzugeben und durch Arbeiten mit einer schwach basischen Schlacke eine Manganreduktion zu bewirken. Dadurch wurde ein ausgeprägter Manganbuckel erreicht; die Zugabe von Desoxydationsmitteln konnte aber nicht vermieden werden, da die Manganmenge im Stahl im Verlaufe derKochperiodewieder zurückging.
• Das Verfahren nach der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten .Verfahren dadurch, daß im basischen Siemens-Martin-Ofen ohne eine besondere Temperatursteigerung, allein durch eine bestimmte Behandlung der Schlacke die Oxydationswirkung auf das Bad derart herabgesetzt wird, daß nach Bildung der Schlackendecke keine Verbrennung des Mangans mehr stattfindet, sondern im Gegenteil beim Einschmelzen oxydiertes Mangan aus der Schlacke wieder reduziert wird.
• Es wird erfindungsgemäß zunächst in der bisher allgemein üblichen Weise vorgegangen. Der Einsatz wird, wie im Roheisenschrott-oder Roheisenerzverfahren üblich, unter Beachtung der gewünschten Endzahlen für Mangan, Kohle usw. zugestellt und gleich mit einer so großen Kalkmenge eingesetzt, wie sie für den ganzen Prozeß erforderlich ist. Es wird dann in üblicher Weise niedergeschmolzen, wobei sich infolge des reichlichen Kalkeinsatzes eine basische Schlacke bildet.
• Ist der Schmelzprozeß weit genug fortgeschritten, daß der zumeist stückig eingesetzte Kalk an die Oberfläche treibt, also nach dem Niederschmelzen der Beschickung, so wird dem Bade Kieselsäure in Form von Sand, feuerfestem Material, Glas o. dgl. in solcher Menge zugesetzt, daß das Mangan des Eisenbades festgehalten und das in die Schlacke übergegangene Mangan zugleich mit dem Eisen gleichmäßig steigend reduziert wird. Bei diesem Ansäuern der Schlacke findet ein beachtlicher Rücktritt von Schwefel und Phosphor aus der Schlacke in das Bad nicht statt. Durch das neue Verfahren wird so viel Mangan reduziert, daß sich eine spätere Zugabe von Ferromangan erübrigt.. Unter Ansäuern der Schlacke ist dabei nicht eine Überführung der Schlacke in den sauren Zustand, sondern eine solche nach dem Gleichgewicht zwischen basisch und sauer hin zu verstehen.
• Eine weitere Auswirkung der Ansäuerung der ursprünglich basischen Schlacke durch reichliche Zugabe von Sand o. dgl. liegt in dem erhöhten Ausbringen an Stahl, weil weniger Eisen oxydiert wird.
• Da nach dein Ansäuern der Schlacke bei dem neuen Verfahren jede Oxydation des Mangans vermieden wird, so wird auch die Gefahr von Einschlüssen im fertigen Stahl in Form von Mangansilicaten unterbunden. Der schädigende Einfluß derartiger Einschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften des Stahls ist genügend bekannt und. unterstreicht die Vorteile, die das neue Verfahren bietet.
• Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ist darin zu erblicken, daß die durch Zugabe von großen Mengen Sand @ o. dgl. dünnflüssig gemachte Schlacke alle Reaktionen zwischen Bad und Schlacke mit gewünschter Schnelligkeit abspielen läßt, so daß ein verteuernder Zusatz von Flußspat oder ähnlichen Stoffen überflüssig wird. Die Wirkung der richtigen Ansäuerung der Schlacke ist daran zu erkennen, daß Proben, die nach dem Ansäuern entnommen werden, einen weit höheren Mangangehalt aufweisen, als es bei anderen Verfahren mit gleichem Manganeinsatz der Fall ist, und daß man es in der Hand hat, durch Änderung der Schlackenzusammensetzung den Mangangehalt entweder auf gleicher Höhe zu halten oder sogar zu steigern, indem das beim Einschmelzen in die Schlacke gegangene Mangan wieder reduziert wird. Ein Kennzeichen des richtig ausgeführten Verfahrens ist ferner, daß in jedem Stadium des Prozesses nach Ansäuern aus dem Ofen entnommene Proben sich schmieden lassen und keine Rotbrüchigkeit zeigen.
• Es sei vor allem darauf hingewiesen, daß durch den Fortfall der Zugabe von Desoxydationsmitteln und durch die wesentlich kürzere Schmelzdauer außerordentlich große wirtschaftliche Vorteile erzielt «,erden. Auf die verkürzte Schmelzdauer ist es auch zurückzuführen, daß ein ganz wesentlich geringerer Abbrand an Eisen eintritt.
• Ein weiterhin zu erwähnender Vorteil ist die Tatsache, daß das Verfahren es gestattet, mit sehr geringen Schlackenmengen zu arbeiten, wodurch die Schmelzdauer ebenfalls verkürzt wird.
• Die Arbeitsweise nach der Erfindung geht aus nachfolgendem Beispiel hervor: Das Verfahren wurde in einem Siemens-Martin-Ofen normaler Bauart mit rd. 65 t Fassungsvermögen ausgeführt. Es stand ein Mischgas von 2zoo bis 22oo Wärmeeinheiten zur Verfügung. Der Einsatz bestand aus

  2o ooo kg Stahleisen,

  600 - 'Schrott,

  2 ooo - Gießabfälle,

  2400 - Kalk.

  Die Durchschnittsanalysen waren folgende: Stahleisen rund 3 °/o Mn, - 10/. si,

  Schrottanalysen C :4Zn si

  0,13 0,43 0,21

  o,16 o,92 0,40

  0,13 0,50 -

  Einsatz Beginn io Uhr.

  Verlauf der Schmelzung
  Zeit Sand C Mn P S
  Iig
  1620 400
  1620 0,70 0,57
  1635 0,82 0,54
  1650 0,81 0,54 o,o26 o,o28
  1700 100
  17o5 0,74 0,50
  1715 100
  1720 o,61 0,50
  1730 400
  1735' 0,49 o,63
  1750 0,36 o,68
  1755 200
  18e5 0,27 0,78
  1811 100
  ' 1820 o,19 o,85
  1835 Abstich, T = cN:, 149o° C
  Pfanne 500 kg 45 °/oiges Ferrosilicium.

  Infolge einer notwendigen, unvorhergesehenen Reparatur des linken Ofenkopfes des Ofens verlief die hTn-Kurve am Anfang nicht, wie üblich, sofort ansteigend, da der Einsatz auf der linken Herdseite nicht genügend schnell aufschmolz, daher auch der Anstieg der C-Kurve von Probe i zu Probe 2.

Claims (1)

1. PATRNTTANSPRUCII: Verfahren zur Herstellung von Eisen und Stahl irn basischen Siemens-Martin-Ofen ohne Zugabe besonderer Desoxydationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Beschickung der gesamte Kalk und die gesamten Manganträger dem Ofen zugeführt und daß nach dem Niederschmelzen der Beschickung Kieselsäure in Form von Sand, Glas, feuerfesten Steinen o. dgl. in solcher Menge zugesetzt wird, daß das Mangan des Eisenbades festgehalten und das in die Schlacke übergegangene Mangan zugleich mit dem Eisen gleichmäßig steigend reduziert wird.