DE732939C

DE732939C - Verfahren zur Herstellung von manganarmen, wolframhaltigen Stahllegierungen im Elektroofen

Info

Publication number: DE732939C
Application number: DEK146429D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Badenheuer; Dr-Ing Lothar Luckemeyer-Hasse; Dipl-Ing Heinrich Mueller
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1937-05-06
Filing date: 1937-05-06
Publication date: 1943-03-16

Description

Verfahren zur Herstellung von manganarmen, wolframhaltigen Stahllegierungen im Elektroofen Es ist bekannt, wolframhaltige Stahllegierungen unter Verwendung von Wolframerz im sauren Siemens-Martin-Ofen herzustellen. Dabei ist jedoch die Verwendung manganhaltiger Erze zur Herstellung manganarmer Stahllegierungen im Elektroofen nicht vorgeschlagen «-orden. Es ist auch bekannt, im Elektroofen wolframhaltige Stahllegierungen unter Verwendung von Wolframerzen herzustellen. Dabei ist aber weder die Verwendung manganhaltiger Wolframcrze erwähnt, noch sind Angaben über die Schlackenführung gemacht worden. Für die Herstellung von Ferro-Wolfram ist auch der Vorschlag gemacht worden, die Reduktion des Wolframerzes mittels Kohlenstoffs in Gegenwart von üblichen Schlackenbestandteilen durchzuführen, um ein mangan- und kohlenstoffarmes Ferro-Wolfram zu erhalten. Dieser Vorschlag bezieht sich äber nur auf die Herstellung von Ferro-Wolfram und nicht auf die Herstellung von wolframhaltigen Stahllegierungen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von manganarmen wolframhaltigcn Stahllcgicrungen im Elektroofen, bei welchem das Wolfram mindestens teilweise in Form von manganhaltigen o:cydischen Erzen dem Einsatz zugesetzt und durch Reduktionsmittel, z. B. Kohlenstoff, Silicium, Aluminium, reduziert wird, wobei durch eine saure Schlackenführung das Mangan mindestens zum Teil verschlackt wird. Unter einer manganarmen Stahllegierung im Sinne der Erfindung wird eine solche verstanden, bei deren Herstellung höchstens etwa 400,1o des im Erz vorhandenen Mangangehaltes reduziert worden ist, so daß der Mangangehalt nach beendeter lZeduktion im allgemeinen i @'6 nicht übersteigt. Das Verfahren nach der Erfindung kann im Lichtbogenofen sowohl wie im Nieder- oder Hochfrequenzofen durchgeführt werden. Die Zustellung dieser üfen kann basisch oder sauer sein. , Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Wolframerz ganz oder teilweise mit den übrigen Einsatzstoffen in den Ofen einzusetzen, damit schon während des Einschmelzens eine .IZeduktion des Wolframerzes stattfindet. Als Reduktionsmittel wirken der Kolilenstotfgehalt und gegebenenfalls der 'Siliciumgchalt des eingesetzten Schrotts sowie die zweckmäßig ebenfalls dem Einsatz beigefügten Reduktionsmittel, z. B. Graphit, Anthrazit, Silicium, Aluminium. Wird dem Einsatz bereits die zur Reduktion des Erzes erforderliche :Menge an Reduktionsmitteln zugefügt, so hat nach beendetem Einschmelzen des Einsatzes auch die Reduktion bereits stattgefunden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, das Wolframerz und die Reduktionsmittel erst nach beendetem Einschmelzen des Einsatzes zuzusetzen.
Die Herstellung von Wolframstählen unter Verwendung von osydischem Wolframerz ist mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, weil ein großer Teil der Wolframerze Mangan enthält, das aber in größeren Mengen im Stahl nicht immer erwünscht ist. Erfindungsgemäß erfolgt daher das Einschmelzen der Wolframstähle bei saurer Schlackenführung, um das Mangan, wenigstens soweit es mit Rücksicht auf die gewünschte Zusammensetzung des Stahles erforderlich ist, zu vor= schlacken. Das Verfahren nach der Erfindung wird vorzugsweise im sauren Lichtbogenofen ausgeübt, in welchem die Schlacke ein hohes Lösungsvermögen für Mangan und die weitere Eigenschaft besitzt, das Manganoxydul weitgehend vor der Reduktion zu schützen. Die Reduktion des Wolframs verläuft dagegen nahezu quantitativ. Ähnliche Bedingungen liegen auch im sauer zugestellten Hoch-oder Niederfrequenzofen vor, wobei sich gezeigt hat, daß auch ein gewisser Alkaligehalt der Schlacke die Ausbeute an Wolfram nicht vermindert.
Im Nieder- und Hochfrequenzofen ist als Desosydationsmittel Silicium dein Kohlenstoff vorzuziehen, da bei der Reduktion der Wolframerze durch Silicium als Reaktionsprodukt Kieselsäure entsteht, die den sauren Herd vor dem Schlackenangriff schützt. Wird die Reduktion im wesentlichen mit Kohlenstoff als Reduktionsmittel durchgeführt, so entsteht Kohlenoxyd; dUw ein Aufschäumen der Schlacke bewirkt. Infolgedessen ist der Angriff der Schlacke auf das Futter verli:iltnismäßig stark, da die starke mechanische Bewegung -der Schlacke die Korrosion des Ofenfutters begünstigt.
Bei der Verarbeitung von legiertem Schrott kann es zweckmäßig sein, zunächst die Reduktion des Wolframerzes in der beschriebenen Weise durchzuführen und erst dann den lcgicrten Schrott zuzusetzen. Wenn nämlich dieser Schrott leicht verschlack-bare Legiertnigselemente, wie z. B. Vanadium, enthält, so i#-ird auf diese Weise eine höhere Ausnutzung der im Schrott enthaltenen Legierungsmetalle erreicht, da die saure Schlacke einen schwach oxydierenden Charakter besitzt. Es kann bei dieser Arbeitsweise auch vorteilhaft sein, die während der Reduktion des Wolframs gebildete Schlacke vor Zugabe des legierten Schrotts wenigstens teilweise mechanisch zu entfernen, um die Schlackenmenge und damit auch die Menge der verschlackenden Legierungsmetalle zu verringern.
Auch im basisch zugestellten Lichtbogenofen und Nieder- und Hochfrequenzofen wird nach der Erfindung durch saure Schlackenführung das Mangan wenigstens teilweise verschlackt. Die Durchführung des Verfahrens sei nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
In einem basischen Lichtbogenoten wurden 1,150o kg Schrott ringesetzt. Nach dem Einschmelzen enthielt der Stahl 0,47()o Kohlenstoff und o,310 ö Mangan. Der Schmelze wurden 90o kg manganhaltiges Wolframerz mit 54,5#o Wolfram, also insgesamt 49o1,-- Wolfram, zugesetzt und die Reduktion des Wolframerzes durch Zugabe von 5o kg Graphit und iookg Holzkohle bewirkt. Nach erfolgter Reduktion wies das Bad einen Mangangehalt von o,61 o'o auf. Durch Zugabe von insgesamt 4q0 kg Sand mit 970,'0 Si O@ wurde der Mangangehalt auf 0,;60'o heruntergedrückt. Nachdem auf diese Weise das Mangan in genügendem Umfange in die Schlacke übergeführt worden war, wurde diese größtenteils entfernt und durch Zugabe von Kalk und Flußspat eine neue Schlacke gebildet, wie sie im basischen Lichtbogenofen üblich ist. Diese Schlacke wurde in üblicher Weise durch Calciumcarbid und Ferrosilicium i-edu7iert. worauf dann die Schmelze abgestochen wurde. Ausgebracht wurden 14 700 kg Stahl mit einem Wolframgehalt von 2.7()',). so dal:) insgesamt 40o kg von den eingcsetztcn .h90 1;g Wolfram, d. h. S t o ö, reduziert «-orden sind.
Selbstverständlich wäre es auch möglich l;ewesen, im Einsatz der Schmelze wolfranihaltigen- oder anderen legierten Schrott zu verwenden oder den legierten Schrott nach der IZeduktion des Wolframerzes zuzugehen. Wenn der Schrott leicht verschlackbare Legieruti-sniet<ille, wie Vanadium, entli:ilt, ist es vorteilhaft, den legierten Schrott erst nach dem Schlackenwechsel zuzusetzen, da die saure Schlacke :einen schwach oxydierenden Charakter besitzt und daher die Verschlackung begünstigt. Man kann den legierten Schrott auch im flüssigen Zustande nachsetzen.
Man kann auch insofern von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichen, als man den Sand auch schon vor oder gleichzelitig mit der Zugabe des Wolframcrzes zusetzen kann. Ferner ist es auch möglich, die saure Schlacke nicht zu entfernen, sondern die Schmelze unter der sauren Schlacke fertigzumachen und gegebenenfalls Legierungselemente .oder Desoxvdationsmittel zuzusetzen.
Schließlich kann @es von Vorteil sein, daß nur ein Teil des Wolframs in der beschriebenen Weise reduziert wird, daß vielmehr nach Entfernung der das verschlackte '.Mangan enthaltenden sauren Zwischenschlacke und gegebenenfalls nach Bildung einer neuen basischen Schlacke erneut Wolfram= zugesetzt und einschließlich seines Mangangehaltes reduziert wird. Es liegt auf der Hand, daß sich ein derartiges Verfahren nur dann empfiehlt; wenn die Einhaltung bestimmter Mangangehalte nicht 'gefährdet wird. -

Claims

PA-TENTANSPR:ÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von manganarmen, wolframhaltigen Stahllegierungen, bei welchen das Wolfram mindestens teilweise in Form von manganhaltigen oxydischen Wolframerzen dem Einsatz zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch saure Schlackenführung wenigstens ein Teil des Mangans verschlackt wird, und zwar im Elektroofen. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Wolframerz ganz oder teilweise mit den übrigen Einsatzstoffen eingesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, da.ß nach beendeter Reduktion des Wolframerzes, vorzugsweise nach Schlackenwechsel, der Schmelze Schrott, insbesondere legierter Schrott, zugesetzt wird. Verfahren nach Anspruch i bis »3, dadurch gekennzeichnet, daß es im basisch zugestellten Elektroofen unter Führung ,einer sauren Schlacke durchgeführt wird, wobei nach genügender Verschlackung des Mangans die saure Schlacke entfernt und eine basische Fertigschlacke in der üblichen Weise gebildet wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entfernung der sauren Schlacke und gegebenenfalls nach Bildung einer neuen basischen Schlacke eine weitere Reduktion von Wolfram und gegebenenfalls anderen oxydischen Bestandteilen der Schlacke, z. B. Mangan, erfolgt.