DE69125347T2 - Verfahren zur Pfannenstandentgasung mit einer die Pfanne umgebenden Induktionszusatzheizung - Google Patents
Verfahren zur Pfannenstandentgasung mit einer die Pfanne umgebenden InduktionszusatzheizungInfo
- Publication number
- DE69125347T2 DE69125347T2 DE69125347T DE69125347T DE69125347T2 DE 69125347 T2 DE69125347 T2 DE 69125347T2 DE 69125347 T DE69125347 T DE 69125347T DE 69125347 T DE69125347 T DE 69125347T DE 69125347 T2 DE69125347 T2 DE 69125347T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ladle
- molten metal
- vacuum
- induction heater
- refining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 18
- 238000007872 degassing Methods 0.000 title description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 36
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 36
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000003570 air Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/04—Refining by applying a vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Unterdruckfrischgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich desweiteren auf ein Unterdruckfrischverfahren, das zum Frischen einer verhältnismäßig kleinen Menge einer Metallschmelze geeignet ist, wie beispielsweise Stahl, Edelstahl und rostfreier Stahl.
- Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Metallen, wie beispielsweise Edelstahl, umfaßt ein Prozeß des Frischens von Rohmaterialien, wie beispielsweise einer durch Schmelzen von Schrott in einen Lichtbogenofen erhaltenen Masse einer Metalischmelze oder einer von einem Hochofen abgelassenen Masse einer Eisenschmelze. Während verschiedene Verfahren zum Frischen von Metallen vorgeschlagen wurden, leiden diese Verfahren unter einigen nachstehend beschriebenen Schwierigkeiten.
- Als ein Verfahren, bei dem beispielsweise ein feststehender Ofen verwendet wird, ist ein AOD-Verfahren zum Frischen der Metallschmelze in der Luft mit von dem Boden des Ofens durch die zu frischende Metallschmelze geblasenem Argongas und gasförmigem O&sub2; bekannt. Es ist auch ein GRAF- Verfahren bekannt, gemäß dem ein Ofenkörper des Ofens geneigt wird, nachdem die Metallschmelze durch ein Elektrodenheizen gefrischt wurde, so daß eine Blasdüse des Ofens unter der Oberfläche der Metallschmelze angeordnet ist, und Argongas wird durch die Blasdüse in die Metallschmelze geblasen. Jedoch sind diese Verfahren in Reduktionsgrad und im Dehydrierungsgrad und in der Entfernung von nichtmetallischen Verunreinigungen unbefriedigend. Zusätzlich müssen diese feststehende Öfen verwendende Verfahren eine andere Pfanne zum Überführen der gefrischten Metallschmelze zu einem Gießort verwenden. Somit kann die Metallschmelze leicht durch die Luft während ihrer Übertragung in diese Pfanne beeinflußt werden. Wenn desweiteren nur eine geringe Menge der Metallschmelze zu frischen ist, führt die Verwendung eines derartigen feststehenden Ofens zu einer beträchtlichen Verschlechterung in der Frischfähigkeit und zu einem gegenüber der Menge der Metallschmelze verhältnismäßig großen Frischgerät. Da überdies die Frischtemperatur auf eine verhältnismäßig hohe Stufe angehoben wird, sollten die für den feststehenden Ofen verwendeten feuerfesten Materialien hochgradig wärmebeständig sein.
- Angesichts der vorstehenden Nachteile wird ein weiteres Verfahren vorgeschlagen, das LF-Verfahren genannt wird, gemäß dem eine Masse einer Metallschmelze in eine Pfanne gegossen wird und danach innerhalb der Pfanne gefrischt wird. Dieses LF-Verfahren ist darin vorteilhaft, daß die Metallschmelze leicht zu einem Gießort überführt werden kann, ohne durch die Luft in größerem Umfang beeinflußt zu werden, und darin, daß die Metallschmelze zu einem Stahl mit beispielsweise einem äußerst geringen Sauerstoffanteil gefrischt werden kann, ohne daß ungünstige Einflüsse auf die Bestandteile des Metalls auftreten. Um die Qualität von Metallen zu verbessern, wird desweiteren ein sogenanntes VLF-Verfahren (Unterdruckpfannenfrischverfahren) als ein Verfahren des Frischens einer Masse einer Metallschmelze unter einem Unterdruck außerhalb des Ofens vorgeschlagen. Gemäß diesem VLF-Verfahren wird die die Metallschmelze enthaltende Pfanne durch einen oberen Deckel fluiddicht verschlossen und Heizelektroden werden durch den oberen Deckel in die Pfanne eingefügt, so daß die Metallschmelze durch einen von den Elektroden erzeugten Lichtbogem erhitzt wird und somit schlackengefrischt wird. Danach werden die Elektroden entfernt und der obere Deckel wird durch einen anderen Deckel ersetzt, der ein Entgasen der Metallschmelze unter Unterdruck ermöglicht. Bei diesen Verfahren ist es schwierig, eine geeignetes Unterdruckausmaß aufrecht zu erhalten, da die Pfanne während des Lichtbogenerhitzens nicht unter Unterdruck gehalten werden kann und die Metallschmelze während ihres Entgasens nicht erhitzt werden kann. Daher schafft das vorstehende Verfahren kein ausreichend hohes Maß einer Entgasungswirkung. Desweiteren erfordert dieses Verfahren zwei Arten oberer Deckel, um so einen Heiz- und einen Entgasungsvorgang getrennt auszuführen, was zu einem ziemlich komplizierten Frischprozeß und zu einem Anstieg der Kosten bei der Herstellung des die Pfanne und die oberen Deckel umfassenden Frischgerätes führt.
- Als eine Alternative zu dem VLF-Verfahren wurde vorgeschlagen, eine Induktionsheiztechnik anstelle der vorstehend beschriebenen Lichtbogenheiztechnik anzuwenden. Gemäß dem die Induktionsheiztechnik anwendenden Verfahren ist eine Spule um eine Pfanne herum angeordnet, die eine Masse einer Metallschmelze enthält, und die Spule wird mit einem elektrischen Strom mit einer vorgegebenem Frequenz versorgt, um so die Metallschmelze in der Pfanne durch einen Induktionsstron zu erhitzen. Zeitgleich wird eine obere Öffnung der Pfanne durch einen oberen Deckel fluiddicht verschlossen und die Luft wird aus der Pfanne gesaugt, so daß das Innere der Pfanne unter einem Unterdruck gehalten wird. Somit ermöglicht dieses Verfahren, daß ein Erhitzen der Metallschmelze und eine Vakuumherstellung in der Pfanne gleichzeitig bewirkt wird. Jedoch wird die Umgebungsluft unerwünscht in die Pfanne durch ihre aus porösen feuerfesten Materialien hergestellte Wand eingeführt, wodurch das Unterdruckausmaß in der Pfanne vermindert wird. Somit ist es schwierig, das Innere der Pfanne in einem hochgradigen Unterdruckzustand zu halten.
- Gemäß dem Dokument DE-B-1 433 406 ist ein gattungsgemäßes Unterdruckfrischgerät offenbart, das eine in einem Unterdruckbehälter angeordnete Pfanne aufweist, wobei die Pfanne mit einer an dem Rand der Pfanne montierten brückengestützten hochliegenden Induktionsheizung versehen ist. Wenn die Pfanne aus dem Behälter herausgenommen werden soll, wird die Pfanne zusammen mit der hochliegenden Induktionsheizung gehandhabt. Um ein Umrühren der Metallschmelze zu garantieren, ist eine zusätzliche Induktionsvorrichtung vorgesehen. Das Gerät wird desweiteren mit einer Unterdruckherstelleinrichtung zum Erreichen eines Unterdrucks unter 6666 Pa versehen.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Unterdruckfrischgerät und ein durch dieses Gerät verwirklichtes Unterdruckfrischverfahren zu schaffen, mittels denen eine verringerte Frischzeit und ein hoher Produktionswirkungsgrad erreicht werden.
- Diese Aufgabe wird mittels der Kombination der in den Ansprüchen 1 beziehungsweise 4 definierten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen definiert.
- Gemäß dem erfindungsgemäßen Unterdruckfrischverfahren kann das Entgasen der Metallschmelze deutlich gesteigert werden, wodurch ein hochqualitatives metallisches Material bei einem verbesserten Wirkungsgrad erhalten werden kann. Desweiteren kann die Frischgasmenge gemäß dem vorliegenden Frischverfahren im Vergleich zu beispielsweise dem herkömmlichen AOD-Verfahren gesenkt werden.
- Während des Frischbetriebs kann die Metallschmelze in der Pfanne durch einen von der Induktionsheizung erzeugten Induktionsstrom und/oder durch ein in die Metallschmelze geblasenes Inertgas umgerührt werden. Desweiteren kann ein Flußmittel zum Herstellen einer Schlacke und/oder zumindest eine Legierungskomponente der Metallschmelze hinzugefügt werden.
- Im folgenden ist die Erfindung durch Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter veranschaulicht.
- Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines senkrechten Querschnitts eines Unterdruckfrischgerätes, das eine um eine Pfanne herum angeordnete Induktionsheizung verwendet und eine Metallschmelze gemäß einem erfindungsgemäßen Unterdruckfrischverfahren frischt;
- Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung eines Ergebnisses eines Stahlfrischens aus dem Beispiel 3; und
- Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung eines Ergebnisses eines Stahlfrischens aus dem Beispiel 4.
- Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine schematische Ansicht eines Unterdruckfrischgerätes gezeigt ist, das zum Bewirken des erfindungsgemäßen Unterdruckfrischverfahrens geeignet ist.
- In Fig. 1 ist mit 2 ein aus einem geeigneten metallischen Material hergestellter Unterdruckbehälter bezeichnet, der aus einem Behälterkörper 4 und einem entfernbaren Deckelelement 6 zum fluiddichten Verschließen einer oberen Öffnung des Behälterkörpers 4 besteht. Der Behälterkörper 4 ist mit einer Saugöffnung 8 ausgebildet, die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, wie beispielsweise eine (nicht gezeigte) Unterdruckpumpe. Durch geeignetes Steuern der Unterdruckquelle wird das Innere des Unterdruckbehälters 2 in einem gewünschten Unterdruckausmaß gehalten.
- In dem Behälterkörper 4 des Unterdruckbehälters 2 ist eine Induktionsheizung 10 in der Gestalt einer aus einem geeigneten Material hergestellten zylindrischen Spule fest eingebaut. Diese Induktionsheizung 10 wird durch ein Stronkabel mit einem elektrischen Strom mit einer vorbestimmten Frequenz in einem Bereich von 10 - 100 Hz versorgt, um so ein nachstehend beschriebenes Induktionserhitzen zu bewirken. Innerhalb des Durchmessers der zylindrischen Spule der Induktionsheizung 10 ist eine Pfanne 12 entfembar angeordnet, die mit einer zu frischenden Masse einermetallschmelze 14 beladen ist. Eine Pfanne in der Bauart mit isolierten Segmenten und mit einem Mantelaufbau wird zum Ausüben des erfindungsgemäßen Prinzips verwendet.
- Durch Verwenden des so aufgebauten Frischgerätes wird eine Masse einer Metallschmelze in der folgenden erfindungsgemäßen Art und Weise gefrischt. Anfänglich wird die zu frischende Metallschmelze 14 in die Pfanne 12 gegossen. Die Metallschmelze 14 wird durch Metallschmelzen in einen Stahlherstellungsofen hergestellt, wie beispielsweise in einem gewöhnlichen Lichtbogenofen, in einem AOD-Ofen oder in einem Stahlherstellungsnachschmelzofen. Danach wird das Deckelelememt 6 des Unterdruckbehälters 2 geöffnet und die Pfanne 12 wird so in den Unterdruckbehälter 2 gesetzt, daß die Pfanne 12 im Inneren des Durchmessers der zylindrischen Spule der Induktionsheizung 10 angeordnet ist, die innnerhalb des Behälters 2 an Ort und Stelle eingebaut ist.
- Nachfolgend wird das Deckelelement 6 verschlossen, um so den Unterdruckbehälter 2 in einem luftdichten Zustand zu halten. Danach wird die Luft in dem Behälter 2 durch die Saugöffnung 8 mittels einer externen Unterdruckpumpe oder einer anderen Unterdruckquelle abgesaugt. Somit wird in dem Inneren des Unterdruckbehälters 2 ein Vakuum hergestellt und in einen geeigenten Unterdruckausmaß gehalten. Das Unterdruckausmaß in dem Unterdruckbehälter 2 wird innerhalb eines Bereichs von ungefähr 13,3 - 1333,2 Pa (0,1 - 10 Torr) angemessen ausgewählt. In einigen Fällen wird jedoch das Unterdruckausmaß in dem Behälter 2 hinsichtlich der Eigenschaften der zu frischenden Stahlschmelze vorzugsweise auf 13,3 Pa (0,1 Torr) oder niedriger gesteuert. Während der Unterdruckbehälter 2 unter Unterdruck gehalten wird, wie vorstehend beschrieben ist, wird die Induktionsheizung 10 mit einem elektrischen Strom versorgt, so daß die Metallschmelze 14 in der Pfanne 12 durch einen Induktionsstrom von der Heizung 10 erhitzt wird.
- In der vorstehend beschriebenen Weise wird die Metallschmelze 14 durch gleichzeitiges Unterdruckherstellen und Erhitzen des Metalls 14 unter Unterdruck entgast. Während dieser Entgasung kann die Metallschmelze 14 durch einen durch die Induktionsheizung 10 erzeugten Induktionsstrom vorteilhaft umgerührt werden. Desweiteren kann ein geeignetes Inertgas in die Metallschmelze 14 nach Bedarf durch einen durch die Bodenwand der Pfanne 12 gebildeten porösem Pfropfen 15 geblasen werden, so daß die Metallschmelze 14 durch das Inertgas umgerührt wird. Überdies kann ein Flußmittel zum Schlackeerzeugen und/oder eine Legierungskomponente (mehrere Legierungskomponenten) der Metallschmelze 14 nach Bedarf hinzugefügt werden. Die Temperatur der Metallschmelze 14 wird eingestellt. Somit ist es möglich, ein Unterdruckschlackenfrischen der Metallschmelze 14 zu bewirken, bei dem als ein Ergebnis der Wechselwirkung des hinzugefügten Flußnittels und der Verunreinigungen in dem Metall 14 Schlacke erzeugt wird.
- Nachfolgend wird die die so gefrischte Metallschmelze 14 enthaltende Pfanne 12 aus dem Unterdruckbehälter 2 herausgenommen und zu einem gewünschten Gießort überführt, an dem die Metallschmelze 14 aus der Pfanne 12 über eine durch die Bodenwand der Pfanne 12 gebildete Schiebedüse 16 abgelassen wird.
- Bei dem vorstehend beschriebenen Frischgerät wird die die zu frischende Metallschmelze 14 enthaltende Pfanne 12 in dem Unterdruckbehälter 2 untergebracht, der in einem gewünschten Unterdruckzustand gehalten wird. Daher kann das Unterdruckausnaß der Luft in der die Metallschmelze 14 aufnehmenden Pfanne 12 leicht auf ein ausreichend hohes Niveau gesteuert werden. Da desweiteren verhältnismäßig wenig Zeit vergeht, um die Metallschmelze 14 durch die Induktionsheizung 10 zu erhitzen, ist es möglich, die Frischzeit wirksam zu verringern, während ein ausreichend hohes Niveau der Entgasung der Metallschmelze 14, wie beispielsweise Reduktion und Dehydrierung, aufrechterhalten wird, bis die Schmelze 14 aus der Pfanne 12 abgelassen ist.
- Desweiteren kann das vorstehend beschriebene Unterdruckfrischen mit dem herkömmlichen AOD-Verfahren kombiniert werden. Wenn beispielsweise ein SUS-Stahl zuerst durch das AOD-Verfahren und dann durch das vorliegende Unterdruckverfahren gefrischt wird, kann die Menge an Argongas als ein in den Stahl geblasenes Frischgas verringert werden, da das Einblasen des Argongases nur während einem einer Kohlenstoffentziehung oder einen Entkohlungsprozeß folgenden Reduktionsprozeß erforderlich ist.
- Um das Prinzip der vorliegenden Erfindung zu erklären, werden einige Beispiele des erfindungsgemäßen Unterdruckfrischens beschrieben. Jedoch sollte verstanden werden, das die vorliegende Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten dieser Beispiele begrenzt ist, sondern mit verschiedenen Veränderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, auf die Fachleute im Lichte der hier enthaltenden Lehre kommen.
- Eine Schmelze von 5 t 5U5304 wurde durch einen AOD-Ofen hergestellt und die erhaltene Stahlschmelze wurde durch das in Fig. 1 dargestellte Unterdruckfrischgerät unter Unterdruck gefrischt.
- Insbesondere wurde, nachdem die Masse einer Stahlschmelze (14) aus dem AOD-Ofen mit 1650ºC abgelassem und in die Pfanne (12) gegossen wurde, die die Stahlschmelze (14) aufnehmende Pfanne (12) im Inneren der zylindrischen Spule der in dem Unterdruckbehälter (2) eingebauten Induktionsheizung (10) in Lage gebracht. Dann wurde der Behälter (2) in einem fluiddichten Zustand verschlossen. Danach wurde in dem Unterdruckbehälter (2) durch Absaugen der Luft aus dem Behälter (2) über die Saugöffnung (8) mittels einer Unterdruckpumpe ein Unterdruck hergestellt. Während der Unterdruckbehälter (2) unter einem Unterdruck von ungefähr 133,3 Pa (1,0 Torr) gehalten wurde, wurde die Induktionsheizung (10) mit einem elektrischen Strom versorgt, um so die Stahlschmelze (14) in der Pfanne (12) durch einen Induktionsstrom zu erhitzen. Zeitgleich wurde ein Argongas in die Stahlschmelze (14) durch den porösen Pfropfen (15) eingeführt. Auf diese Art und Weise wurde die Stahlschmelze (14) für ungefähr 10 Minuten gefrischt.
- Nachfolgend wurde das Deckelelement (6) des Unterdruckbehälters (2) geöffnet und die Pfanne (12) wurde aus dem Behälter (2) herausgenommen. Danach wurde die gefrischte Stahlschmelze (14) aus der Pfanne (12) mit 1580ºC in eine Gußform abgelassen, um zwei Gußblöcke mit jeweils 2,5 t herzustellen. Danach wurden diese Gußblöcke zu Walzblöcken warmgewalzt, die dann durch ein kleines Walzwerk gewalzt wurden, so daß Rundstahlstangen mit einem Durchmesser von 20 mm hergestellt wurden.
- Es wurde bei dem vorstehend beschriebenen Prozeß aufgedeckt, daß die aus dem AOD-Ofen abgelassene ungefrischte Stahlschmelze 150 ppm Sauerstoff enthielt, wohingegen die durch Frischen der Stahlschmelze hergestellten Rundstahlstangen 70 ppm Sauerstoff enthielten.
- Eine Schmelze von 5 t SCM415 wurde durch einen AF-Ofen hergestellt und die erhaltene Stahlschmelze wurde durch das in Fig. 1 dargestellte Unterdruckfrischgerät unter Unterdruck gefrischt.
- Zunächst wurde die Stahlschmelze (14) auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 aus dem AF-Ofen mit 1650ºC in die Pfanne (12) abgelassen und unter einen Unterdruck von ungefähr 133,3 Pa (1 Torr) innerhalb des Unterdruckbehälters (2) induktionserhitzt. Bei diesen Beispiel wurde ein Flußmittel, wie beispielsweise CaO, CaF&sub2; und Al&sub2;O&sub3;, mit 5 - 25 kg pro Tonne der Stahlschmelze (14) während des Erhitzens hinzugefügt. Somit wurde die Metallschmelze (14) für ungefähr 20 Minuten gefrischt. Danach wurde der Unterdruckbehälter (2) geöffnet und die Pfanne (12) wurde aus dem Behälter (2) herausgenommen. Dann wurde die Stahlschmelze (14) aus der Pfanne (12) mit 1640ºC abgelassen und wurde zu zwei den in Beispiel 1 erhaltenen Gußblöcken ähnlichen Gußblöcken gegossen. Diese Gußblöcke wurden dann zu Walzblöcken warmgewalzt, die dann durch ein kleines Walzwerk gewalzt wurden, so daß Rundstahlstangen mit einem Durchmesser von 20 mm hergestellt wurden.
- Es wurde bei dem vorstehend beschriebenen Prozeß aufgedeckt, daß die aus dem AF-Ofen abgelassene ungefrischte Metallschmelze 150 ppm Sauerstoff enthielt, wohingegen die Rundstahlstangen 30 ppm Sauerstoff enthielten und daß die aus dem AF-Ofen abgelassene ungefrischte Metallschmelze 5 ppm Wasserstoff enthielt, wohingegen die Rundstahlstangen 1,5 ppm Wasserstoff enthielten.
- Es wurden einige Proben einer Stahlschmelze (5NCM439) mit verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen hergestellt. Die Stahlschmelze jeder Probe wurde unter Unterdruck durch das in Fig. 1 gezeigte Gerät erhitzt, so daß ein Unterdruckschlackenfrischen des Stahls mit 1600ºC unter einem Unterdruck von 666,6 Pa (5 Torr) durchgeführt wurde. Damit sich die Schlacke ergibt, wurde ein Flußmittel mit 20 kg pro Tonne der Stahlschmelze hinzugefügt. Das bei diesen Beispiel verwendete Flußmittel besteht aus CaO und Al&sub2;O&sub3; in einen Verhältnis 6:4.
- Es ist aus dem in Fig. 2 gezeigten Ergebnis ersichtlich, daß die Sauerstoffkonzentration in der Stahlschmelze nach dem Hinzufügen des Flußmittels durch ein eine beträchtlich kurze Zeitspanne langes Umrühren der Stahlschmelze auf 15 ppm oder niedriger gesenkt wurde.
- Eine Masse einer Stahlschmelze (SUS403) wurde unter Unterdruck in dem in Fig. 1 gezeigten Unterdruckfrischgerät erhitzt. Somit wurde das Unterdruckfrischen des Stahls mit 1550ºC unter einem Unterdruck von 666,6 Pa (5 Torr) bewirkt, wobei die Stahlschmelze sowohl durch Hindurchperlen von Argongas als auch durch einen von der Induktionsheizung (10) erzeugten Induktionsstrom umgerührt wurde. Die graphische Darstellung von Fig. 3 zeigt die Wasserstoffkonzentration in der Stahlschmelze gegenüber der Unterdruckfrischzeit.
- Es ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß gemäß dem erfindungsgemäßen Unterdruckfrischverfahren die Wasserstoffkonzentration in der Stahlschmelze in einer beträchtlich kurzen Zeitspanne auf 2,5 ppm oder niedriger gesenkt wurde.
Claims (7)
1. Unterdruckfrischgerät zum Frischen einer Masse einer
Metallschmelze, die aus einem Stahlherstellungsofen oder
einem Stahlherstellungsnachschmelzofen erhalten wird, mit
- einer Pfanne (12) zum Aufnehmen der Masse der
Metallschmelze (14);
- einer Induktionsheizung (10) zum Heizen der Metallschmelze
in der Pfanne durch einen elektrischen Induktionsstrorn;
- einem geschlossenen Behälter (10) zum Unterbringen der
Induktionsheizung und der Pfanne darin; und
- einer Vakuumherstelleinrichtung zum Herstellen eines
Unterdrucks in dem geschlossenen Behälter,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pfanne (12) einen Mantelaufbau hat, der elektrisch
voneinander isolierte Segmente und einen durch eine Bodenwand
der Pfanne gebildeten porösen Pfropfen (15) umfaßt, durch den
ein Inertgas in die Metallschmelze geblasen wird, wobei die
Pfanne relativ zu der um die Pfanne herum angeordneten und in
dem geschlossenen Behälter (2) befestigten Induktionsheizung
(10) bewegbar ist, und wobei die
Unterdruckherstelleinrichtung eine Einrichtung zum Herstellen
eines Unterdrucks in dem geschlossenen Behälter auf ein
Unterdruckausmaß unter 1333,2 Pa (10 Torr) ist.
2. Unterdruckfrischgerät nach Anspruch 1, wobei die
Induktionsheizung (10) eine zylindrische Spule aufweist, die
mit einem elektrischen Strom zum Erzeugen des elektrischen
Induktionsstroms versorgt wird.
3. Unterdruckfrischgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei
der geschlossene Behälter (2) aus einem Behälterkörper (4)
mit einer Öffnung und einem Deckelelement (6) zum
fluiddichten Verschließen der Öffnung des Behälterkörpers
besteht, wobei der Behälterkörper eine Saugöffnung (8) hat,
durch die die Luft in dem geschlossenen Behälter durch die
Unterdruckherstelleinrichtung abgesaugt wird.
4. Unterdruckfrischverfahren zum Frischen einer Masse
einer Metallschmelze, die aus einem Stahlherstellungsofen
oder einem Stahlherstellungsnachschmelzofen erhalten wird,
mit dem folgenden Schritten:
- Gießen der Metallschmelze (14) in eine Pfanne (12), die
elektrisch voneinander isolierte Segmente umfaßt;
- Einführen der mit der Metallschmelze gefüllten Pfanne in
einen geschlossenen Behälter (2), so daß die Pfanne im
Inneren einer in dem geschlossenen Behälter (2) befestigten
Induktionsheizung (10) angeordnet ist;
- Herstellen eines Vakuums in dem geschlossenen Behälter auf
ein Unterdruckausmaß unter 1333,2 Pa (10 Torr);
- Induktionsheizen der Metallschmelze in der Pfanne durch die
Induktionsheizung während der geschlossene Behälter unter
einen Unterdruck gehalten wird, um so die Metallschmelze zu
frischen, und Umrühren der Metallschmelze durch ein Inertgas,
das in die Metallschmelze durch eine Bodenwand der Pfanne
geblasen wird; und
- Herausnehmen der Pfanne aus dem geschlossenen Behälter,
wobei die Induktionsheizung in dem geschlossenen Behälter
verbleibt.
5. Unterdruckfrischverfahren nach Anspruch 4, das
desweiteren den Schritt des Umrührens der Metallschmelze in
der Pfanne durch einen Induktionsstrom aufweist, der durch
die Induktionsheizung (10) erzeugt wird.
6. Unterdruckfrischverfahren nach Anspruch 4 oder 5,
das desweiteren dem Schritt des Hinzufügens eines Flußmittels
zum Erzeugen einer Schlacke zu der Metallschmelze aufweist.
7. Unterdruckfrischverfahren nach einem der Ansprüche 4
bis 6, das desweiteren den Schritt des Hinzufügens einer
Legierungskomponente zu der Metallschmelze aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339101A JPH04202710A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 真空精錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69125347D1 DE69125347D1 (de) | 1997-04-30 |
| DE69125347T2 true DE69125347T2 (de) | 1997-09-04 |
Family
ID=18324270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69125347T Expired - Fee Related DE69125347T2 (de) | 1990-11-30 | 1991-11-28 | Verfahren zur Pfannenstandentgasung mit einer die Pfanne umgebenden Induktionszusatzheizung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5160531A (de) |
| EP (1) | EP0488293B1 (de) |
| JP (1) | JPH04202710A (de) |
| AT (1) | ATE150798T1 (de) |
| DE (1) | DE69125347T2 (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4328045C2 (de) * | 1993-08-20 | 2001-02-08 | Ald Vacuum Techn Ag | Verfahren zum Entkohlen von kohlenstoffhaltigen Metallschmelzen |
| EP0752478B1 (de) * | 1994-11-25 | 2002-05-02 | Hitachi Metals, Ltd. | Verfahren zum raffinieren von metall |
| KR100920172B1 (ko) * | 2009-03-03 | 2009-10-06 | 대교엔지니어링(주) | 진공 탈가스 장치 및 이를 이용한 진공 탈가스 방법 |
| CN111172355A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-19 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种感应加热单嘴真空精炼炉及洁净钢冶炼工艺 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB912924A (en) * | 1958-06-16 | 1962-12-12 | Heraeus Gmbh W C | Improvements in or relating to the vacuum-degasification of molten metals |
| US3185565A (en) * | 1962-11-16 | 1965-05-25 | Pennsalt Chemicals Corp | Method and apparatus for safe operation of vacuum chambers |
| SE311533B (de) * | 1963-11-11 | 1969-06-16 | Asea Ab | |
| FR1475783A (fr) * | 1966-02-04 | 1967-04-07 | Est Aciers Fins | Installation pour l'élaboration et la coulée continue de l'acier |
| US4743302A (en) * | 1986-06-06 | 1988-05-10 | Vlsi Packaging Materials, Inc. | Low melting glass composition |
| US4780134A (en) * | 1986-09-23 | 1988-10-25 | A. Finkl & Sons Co. | Simplified method and apparatus for treating molten steel |
| US4762554A (en) * | 1986-11-10 | 1988-08-09 | Lazcano Navarro Arturo | Process to eliminate hazardous components from the electric arc furnace flue dust and recovering of metals |
| US4945071A (en) * | 1989-04-19 | 1990-07-31 | National Starch And Chemical Investment Holding Company | Low softening point metallic oxide glasses suitable for use in electronic applications |
| US5013697A (en) * | 1990-06-21 | 1991-05-07 | Johnson Matthey Inc. | Sealing glass compositions |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339101A patent/JPH04202710A/ja active Pending
-
1991
- 1991-11-21 US US07/795,837 patent/US5160531A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-28 DE DE69125347T patent/DE69125347T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-28 EP EP91120407A patent/EP0488293B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-28 AT AT91120407T patent/ATE150798T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0488293B1 (de) | 1997-03-26 |
| DE69125347D1 (de) | 1997-04-30 |
| US5160531A (en) | 1992-11-03 |
| JPH04202710A (ja) | 1992-07-23 |
| EP0488293A1 (de) | 1992-06-03 |
| ATE150798T1 (de) | 1997-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT405529B (de) | Verfahren und vorrichtung zur doppelvakuum-herstellung von stahl | |
| DE69520779T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von einer aktiven metallenthaltenden Kupferlegierung | |
| DE1408908A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von legiertem Stahl unter Vakuum mit anschliessendem Vergiessen zu Halbzeug | |
| DE69430541T2 (de) | Verfahren zum raffinieren von metall | |
| DE1458829B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von legiertem korrosionsbestaendigem Stahl | |
| DE2406480A1 (de) | Verfahren zum raffinieren von stahl | |
| DE69428123T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Raffinieren einer Metallschmelze | |
| EP1301642B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur verminderung des sauerstoffgehaltes einer kupferschmelze | |
| DE69125347T2 (de) | Verfahren zur Pfannenstandentgasung mit einer die Pfanne umgebenden Induktionszusatzheizung | |
| DE3215369C2 (de) | ||
| EP1332232B1 (de) | Verfahren zur erzeugung nichtrostender stähle, insbesondere chrom- und chromnickelhaltiger edelstähle | |
| DE2155589A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer geschmolzenen Eisenlegierung | |
| DE4328045C2 (de) | Verfahren zum Entkohlen von kohlenstoffhaltigen Metallschmelzen | |
| DE2032845B2 (de) | Verfahren zur Schwefel- und Sauerstoffreinigung von Stahlschmelzen | |
| DE2026780A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von rostfreiem Stahl | |
| DE1758107B2 (de) | Verfahren zum herstellen von rostfreien chrom- und chrom-nickel-staehlen | |
| EP0140001B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Stählen mit hohem Reinheitsgrad und geringen Gasgehalten in Stahlwerken und Stahlgiessereien | |
| DE3110321C2 (de) | Verfahren zum Frischen von flüssigem Roheisen oder Stahl | |
| DE4401244C2 (de) | Verfahren zur Entkohlung von Stahlschmelzen | |
| DE2501603C3 (de) | ||
| DE3711528C2 (de) | ||
| DE2205206A1 (de) | Verfahren zur entschwefelung von stahl und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
| DE10208903B4 (de) | Ofen zum Umschmelzen eines Titanblocks | |
| DE2710577A1 (de) | Verfahren zum frischen von stahl | |
| DE2646437A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum entschwefeln eines stahlschmelzbades |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |