DE734504C

DE734504C - Process for melting steels that have a certain desired grain size after solidification

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Publication number: DE734504C
Application number: DES119556D
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: 1935-05-27
Filing date: 1935-08-28
Publication date: 1943-04-17

Description

Verfahren zum Erschmelzen von Stählen, die nach der Erstarrung eine bestimmte gewünschte Korngröße aufweisen Die Erfindung betrifft eirt Verfahren, welches die Herstellung von Stählen mit gewünschten Eigenschaften durch Beeinflussung der Korngröße gestattet.Process for melting steels which, after solidification, have a have a certain desired grain size The invention relates to a process which is the production of steels with desired properties by influencing the grain size allowed.

Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Desoxydation und Beruhigung von Stahl Mangan dem Stahlbad zuzusetzen, worauf eine Durchwirbelung mit einer sauren Schlacke vorgenommen und schließlich ein Zusatz von Aluminium in der Gießpfanne gemacht wurde. Diese Maßnahmen reichen jedoch nicht aus, um einen Stahl mit im voraus bestimmbarer Korngröße zu erhalten. Hierzu ist vielmehr die weiter unten angegebene und den Gegenstand der Erfindung bildende Vereinigung von Maßnahmen erforderlich.It has already been suggested for deoxidation and calming of steel to add manganese to the steel bath, whereupon a vortex with an acid Slag made and finally an addition of aluminum in the ladle have been done. However, these measures are not sufficient to ensure a steel with in advance obtain a determinable grain size. Rather, this is given below and the subject of the invention combining measures required.

Es .ist bekannt, daß Stähle, welche- bezüglich der durch eine übliche Analyse bestimmten Stoffe die gleiche Zusammensetzung zeigen, nämlich bei Stahl bezüglich des Kohlenstoffs, Siliciums, Mangans, Phosphors, ;Schwefels und der Zusatzmetalle, im Gebrauch häufig sehr verschiedene Eigenschaften aufweisen.' Vor allem finden sich oft sehr große Unterschiede in den Eigenschaften der aus diesenStählen hergestellten Werkstücke, hauptsächlich was die mechanischen: sowie die physikalischem Eigenschaften und damit die Härtefähigkeit und die Einsatzhärtungsfähigkeit anbetrifft, also Eigenschaften, die für einen bestimmten Stahl gütebestimmend sind.It is known that steels which - with respect to the conventional Analysis of certain substances show the same composition, namely steel with regard to carbon, silicon, manganese, phosphorus,; sulfur and additional metals, often have very different properties in use. ' Most of all, find there are often very large differences in the properties of those made from these steels Workpieces, mainly what the mechanical: as well as the physical properties and thus the hardening ability and the case hardening ability, i.e. properties, which are quality-determining for a specific steel.

Es wird heutzutage anerkannt, daß die Gesamtheit dieser Eigenschaften von der Korngröße des Metalls weitgehend abhängt, und daß die Eigenschaften eng mit den Ergebnissen zusammenhängen, die man erhält, wenn man mit dem Stahl -die Mac OOuaidsche Probe ausführt, die durch die Bedingungen bestimmt ist, die im Standard E. r9-33 der Amerikanischen Material-Prüfungs-Gesellschaft angegeben sind.It is now recognized that all of these properties largely depends on the grain size of the metal, and that the properties are narrow related to the results obtained by using the steel -die Mac OOuaid's trial runs as determined by the conditions is, those specified in the American Materials Testing Society standard E. r9-33 are.

Die nach diesem Versuch festgestellte Korngröße des Stahles, die im technischen Schrifttum der Vereinigten Staaten mit Mac Quaid --rain size bezeichnet wird, sei im folgenden mit dein Ausdruck Mac-Ouaid-Korngröße benannt.The grain size of the steel determined after this test, which is in United States technical literature designated Mac Quaid --rain size is named in the following with your expression Mac-Ouaid grain size.

Es ist insbesondere bekannt, um lediglich ein Beispiel anzugeben, daß ein Stahl mit` o,8 °/o Kohlenstoff, o,25o % Mangan und o,z5o°jo Silicium, der eine Mac-Ouaid-KorngrÖße von 3 bis 5 hat und bei 780° in Wasser gehärtet wird. eine viel größere Härtetiefe zeigt als ein Stahl von derselben Analysenzusammensetzung, der aber eine Mac-Ouaid-Korngröße von 6 bis 7 hat und infolgedessen beim Gebrauch vollkommen abweichende Eigenschaften aufweist.In particular, it is known, to give only an example, that a steel with 0.8 % carbon, 0.250% manganese and 0.250% silicon, which has a Mac-Ouaid grain size of 3 to 5 and is hardened at 780 ° in water. shows a much greater depth of hardness than a steel of the same analysis composition, but which has a Mac-Ouaid grain size of 6 to 7 and consequently has completely different properties in use.

Die Möglichkeit, in einem Stahl gegebener Analysenzusammensetzung eine vorher bestimmte Mac-Ouaid-Iiorngröße zu erhalten, erlaubt einerseits, durch planmäßige und regelmäßige Herstellung eines Stahles von bestinnnter :\Iac-Ouaid-Korngröße eine Gleichmäßigkeit der Gebrauchseigenschaften zu erzielen, die äußerst wichtig ist, andererseits gestattet sie, bei einem Stahl derselben Anah-senzusarmnensetz_ung in gewissen praktischen Grenzen je nach Wunsch verschiedene Härte-. Dehnbarkeits- und andere Eigenschaften zu erreichen, indem man die Mac-Ouaid-Korngröße des Stahles ändert.The possibility of analyzing a given composition in a steel On the one hand, obtaining a predetermined Mac-Ouaid size allows through Scheduled and regular production of a steel with a certain: \ Iac-Ouaid grain size Achieving a uniformity of the usage properties is extremely important is, on the other hand, it allows the same approach to the setting of a steel within certain practical limits, various hardnesses as required. Extensibility and other properties can be achieved by considering the Mac-Ouaid grain size of the steel changes.

Bisher hat man unsicher gearbeitet. und trotz der verwendeten Mittel konnte man nie gewiß sein, ob die gewünschten Eigenschaften erzielt werden. Bei den verschiedenen Ab- s s tichen eines Stahles derselben Analysenzusammensetzung und selbst bei demselben Abstich erzielte man Stähle, deren Mac-Ouaid-Korngröfle und demzufolge deren Eigenschaften sehr verschieden waren, so daß man gezwungen war, nach dem Abkühlen der Blöcke eine physikalische Prüfung vorzunehnien, die dazu diente, das erhaltene Metall in verschiedene Gruppen einzureiben. Wenn man eine bestimmte Mac-Uuai-d-Korngröße herstellen wollte, stellte sich sehr oft heraus, daß diese bestimmte Korngröße bei keinem der Blöcke erreicht wurde, so daß man diese Blöcke für den ins Auge gefaßten Zweck nicht verwenden konnte. Sehr oft erzielte man Stahl mit sehr verschiedener Korngröße, was noch nachteiliger ist.So far one has worked insecurely. and in spite of the means employed, one could never be certain whether the desired properties would be achieved. In the various waste ss a steel tichen same analysis composition and achieved even in the same racking to steels whose Mac Ouaid-Korngröfle and consequently their properties were very different, so that one was forced vorzunehnien a physical examination after cooling of the blocks, which served to rub the obtained metal into different groups. If one wanted to produce a certain Mac-Uuai-d grain size, it very often turned out that this certain grain size was not achieved in any of the blocks, so that these blocks could not be used for the intended purpose. Very often steel with very different grain sizes was obtained, which is even more disadvantageous.

Die Möglichkeit, bei jedem Abstich eines Stahles die 'l\Zac-Ouaid-Korngröße planmäßig und regelmäßig so herzustellen, wie man sie wünscht und wie sie besonders von der Käuferschaft verlangt wird, hat eine überaus grolle technische Bedeutung. Bisher konnte keine wissenschaftlich begründete und versuchsmäßig belegte Erklärung gegeben werden, um die Unterschiede in der Mac-Ouaid-Korngröße aufzuklären, die man bei Stahlsorten derselben Analvsenzusamn iensetzung festgestellt hat. Es wurden verschiedene Theorien aufgestellt, insbesondere solche, die sich auf die Bildung sichtbarer Einschlüsse stützten; sie wurden jedoch der Reihe nach fallen gelassen. Die gegenwärtige Auffassung geht dahin, eine große Bedeutung der Gegenwart sehr kleiner Teilchen beizumessen, die durch mikroskopische Beobachtung nicht erfaßt werden können, wobei ein besonderes Gewicht auf die Natur dieser unsichtbaren Teilchen und auf ihre Verteilung im Metall gelegt werden muß. Dies ist jedoch auch nur eine Annahme, die zudem finit dem :Mangel behaftet ist, daß sie sich auf Bestandteile bezieht, die sich jeder Beobachtung entziehen. Auch durch diese Theorie vermochte inan, wie bei den anderen Erklärungsversuchen, nicht zu praktischen Schlußergebnissen oder zur Lösung der Aufgabe zti gelangen, wie- man eine regelmäßige vorher bestimmte Mac-Ouaid-Isorngröße erhalten kann.The possibility of changing the 'l \ Zac-Ouaid grain size each time a steel is tapped to be produced according to plan and on a regular basis, how you want them and how you especially want them is required by the buyers, has a very great technical importance. So far no scientifically based and experimentally proven explanation has been found to clarify the differences in Mac-Ouaid grain size that has been found to have the same anal composition in steel grades. There were put forward various theories, particularly those relating to education visible inclusions supported; however, they were dropped in turn. The present view goes on to have a great significance of the present very much to attach to small particles that cannot be detected by microscopic observation can be, with special emphasis on the nature of these invisible particles and must be placed on their distribution in the metal. However, this is only one Assumption, which is also finite: deficient, that it is based on constituents which are beyond observation. Also through this theory was able to inan, as with the other attempts at explanation, not to practical conclusions or to get to the solution of the problem, how to determine a regular one beforehand Mac-Ouaid isorn size.

Es ist in der Praxis gegenwärtig nur bekannt, daß die üblichen Zusatzstoffe der Stähle von diesen Gesichtspunkten aus einen sehr weitgehenden Einfluß auf die @Iac-Ouaid-Korngröße haben können; daß manche unter ihnen, beispielsweise Aluminium und Vanadin, auf die i@lac-Ouaid-Korngröße einen sehr wesentlichen Einfluß ausüben, daß aber die Wirkung dieser Stoffe anscheinend nicht allein maßgebend ist. Es ist auch bekamst, daß der gleiche Zusatz desselben Stoffes bzw. derselben Stoffe, die man während verschiedener Abstiche unter genau den gleichen Bedingungen den Stählen derselben chemischen Analvsenzusamniensetzung hinzufügt, häufig zu sehr verschiedenen Mac-Ouaid-Iiorngrößen führt.It is currently only known in practice that the usual additives From these points of view, the steels have a very far-reaching influence on the @ Iac-ouaid grain size; that some of them, for example aluminum and vanadium, which have a very significant influence on the i @ lac Ouaid grain size, but that the effect of these substances is apparently not the only decisive factor. It is also got that the same addition of the same substance or substances that the steels during different tapping operations under exactly the same conditions Adds the same anal chemical composition, often to very different ones Mac-Ouaid Iiorn sizes leads.

Es ist zwar bereits der Vorschlag gemacht «-orden, einen Feinkornstahl mit anorinalein Gefüge zu schaffen, bei welchem die aus der Anorrnalität entspringenden Nachteile durch Zufügung von Molybdän zum Stahl behoben wurden. Dabei wurde die Wirkung des Mo-Ivbdä ns mit derjenigen von Silicium und Aluininiiini vereinigt, um einen Stahl mit der geforderten Feinkörnigkeit herzustellen. Dieses Verfahren ermöglichte jedoch einerseits nicht die Schaffung einer vorherbestimmten Korngröße und hat andererseits keine Mittel hierzu vorgeschlagen; vor allen Dingen ermöglichte es nicht die regelmäßige Erzielung eines Kornes verschiedener Größe.The suggestion has already been made, a fine-grain steel to create a structure with anorinal, in which those arising from the abnormality Disadvantages of adding molybdenum to the steel have been resolved. The The effect of Mo-Ivbdä ns combined with that of silicon and Aluininiiini, to produce a steel with the required fine grain size. This method On the one hand, however, did not allow the creation of a predetermined grain size and, on the other hand, has not proposed any means to do so; above all made possible it does not consistently achieve a grain of different size.

Die gegenwärtig bekannten metallurgischen Verfahren haben die planmäßige und regelmäßige Erzielung- gleicher vorherbestimmter Mac-Quaid-Korngrößen nicht ermöglicht. Dies trifft insbesondere für die Kohlenstoffstähle zu, die in den Vereinigten Staaten mit plain carbon steels bezeichnet werden, und für die planmäßige Schaffung mittlerer und gleicher Korngrößen (beispielsweise 3 bis 5 des obenerwähnten-Standards), deren Herstellung überaus schwierig war, wobei eine sehr geringe Ausbeute erzielt wird und das Ergebnis weitgehend vom Zufall abhängt.The presently known metallurgical processes are on schedule and regular achievement of the same predetermined Mac-Quaid grain sizes not enables. this applies in particular to carbon steels, which are referred to as plain carbon steels in the United States, and for the planned creation of medium and equal grain sizes (for example 3 to 5 of the above-mentioned standard) which were extremely difficult to manufacture, one very low yield is achieved and the result largely depends on chance.

Die vorliegende Erfindung bringt die praktische Lösung dieser Aufgabe. Sie ermöglicht, daß man für jeden Stahl regelmäßige und im voraus bestimmbare Mac-Ouaid-KorngrÖßen, erzielen kann, die mit der Analysenzusammensetzung des Stahles vereinbar sind, wobei die gewünschten Festigkeits- und Dehnungswerte erreicht werden. Diese Ergebnisse werden erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß man den flüssigen Stahl der Vereinigung der nachstehenden Maßnahmen unterwirft: a) Man setzt dein Stahl, in welchem Oxydationszustand er sich auch befinden mag, für jeden einzelnen Fall eine vorher bestimmte, jedoch mehr als o,o5o °/o betragende Menge eines oder mehrerer Reduktionsmittel, die man gewöhnlich Desoxydationsinittel nennt, nämlich Mangan oder Silicium oder auch Silicium und Mangan, in reiner Form oder als einfache oder komplexe Legierung im festen oder schmelzflüssigen Zustand zu. Das Zusetzen der Desoxydationsmittel kann im Laufe des Verfahrens auf einmal oder in mehreren Stufen geschehen, und zwar in der Weise, daß man zu dem Stahl ein einziges Desoxydationsmittel oder verschiedene Desoxydationsstoffe getrennt oder gleichzeitig hinzugibt. Der Zusatz wird gleichzeitig mit den Verfahrensstufen ausgeführt, die weiter unten unter c und d angeführt sind. Man kann den Zusatz nach einer beliebigen Teilstufe oder nach jeder Teilstufe vornehmen; in allen Fällen wird ein einziger oder es werden in verschiedenen Zeitpunkten des Verfahrens verschiedene Zusätze unter den Bedingungen zugefügt, die der Natur des oder der ins Auge gefaßten Desoxydationsmittels bzw. -mittel entsprechen.The present invention brings about the practical solution to this problem. It enables regular and determinable Mac-Ouaid grain sizes, can achieve which are compatible with the analysis composition of the steel, with the desired strength and elongation values can be achieved. These results are obtained according to the invention by the fact that the liquid steel of the association Subject to the following measures: a) Your steel is set in what state of oxidation it may be, a predetermined one for each individual case, however more than o, o5o% amount of one or more reducing agents that one usually called deoxidizing agents, namely manganese or silicon or silicon and manganese, in pure form or as a simple or complex alloy in solid or molten state too. The addition of deoxidizers can be done in the course of of the procedure take place all at once or in several stages, in such a way that that a single deoxidizer or different deoxidizers are added to the steel separately or at the same time. The addition is made simultaneously with the procedural stages which are listed below under c and d. You can add the addition at any sub-level or after each sub-level; in all cases will be a single one or it will be different at different points in the procedure Additives added under conditions appropriate to the nature of the envisaged Deoxidizing agents or agents correspond.

b) Wenn der Stahl sich in dem betreffenden Augenblick in einem solchen Zustand befindet, daß das Verhältnis an Desoxy dationsmitteln in ihm durch die Oxydationswirkung der Umgebung wesentlich beeinflußt werden kann, läßt man dieses oder diese Desoxydationsmittel während einer gleicher Zeitdauer, die ebenfalls im voraus festgelegt wird, auf das Metall einwirken. Wenn das Desoxydationsmittel auf das nackte Bad oder unter einer stark oxydierten Schlacke aufgegeben wird, so. empfiehlt es sich, mit der Ausführung der folgenden Stufen nur so lange zu warten, bis die Desoxy dationsmittel sich im Bad gerade verteilt haben. Es empfiehlt sich, diese Wartezeit um so kürzer .zu bemessen, je geringer der Kohlenstoffgehalt des Stahles ist. Unter einer wenig oxydierten Schlacke oder bei Verwendung von Mangan, das als einziges Desoxydationsmittel unter der ursprünglichen Schlacke zugesetzt wird, die am Anfang der Behandlung auf dem Stahl schwimmt, könnte die Wartezeit länger sein. In allen Fällen sollte jedoch eine für diesen besonderen Fall vorher bestimmte Zeit soweit als möglich eingehalten werden.b) If the steel is in such a moment in question State is that the ratio of deoxy dationsmittel in him by the oxidizing effect the environment can be significantly influenced, you leave this or these deoxidizing agents for an equal period of time, which is also set in advance, to the Act on metal. When the deoxidizer on the bare bath or under one heavily oxidized slag is abandoned, so. it is best to start running the following stages to wait until the deoxy dationsmittel in Have just distributed bath. It is advisable to make this waiting time shorter. the lower the carbon content of the steel. Under a little oxidized Slag or when using manganese, which is the only deoxidizer among the original slag is added, which is at the beginning of the treatment on the Steel floats, the waiting time could be longer. In all cases, however, it should a time determined beforehand for this special case was observed as far as possible will.

c) Man- trennt vom Stahl die Schlacke ab. Diese Trennung kann entweder dadurch geschehen, daß man im Ofen die Schlacke vom Stahl abschöpft oder im Augenblick des Abstiches die Schlacke im Ofen zurückhält oder Stahl und Schlacke in eine Gießpfanne oder einen Zwischenbehälter eingießt und anschließend den Stahl durch den Boden dieser Gießpfanne abfließen läßt.c) The slag is separated from the steel. This separation can be either done by skimming the slag from the steel in the furnace or at the moment after tapping holds back the slag in the furnace or puts steel and slag in a ladle or pour an intermediate container and then the steel through the floor this ladle can drain.

d) Man bringt durch eine beliebige Arbeitsweise den von der ersten Schlacke befreiten und im Falle, daß vorher desoxydierende Stoffe `zugesetzt wurden, noch verhältnismäßig große Mengen dieser Stoffe enthaltenden Stahl mit einer dünnflüssigen, geschmolzenen, eisenoxydularmen, basischen, sauren oder neutralen Schlacke in Berührung, die in der Hauptsache aus Oxyden finit sehr hoher Bildungswärme, wie beispielsweise Kalk, Aluminiumoxyd, Magnesia, Siliciumdioxyd, Titandioxyd, besteht. Wenn diese Schlacke sauer ist, so kann sie ohne Nachteil beträchtliche Mengen an llanganoxyd enthalten. Auf jeden Fall muß ,-,ie arm an Eisenoxyd sein.d) One brings about the one from the first one by any working method Release slag and, in the event that deoxidizing substances have been added beforehand, steel still containing relatively large amounts of these substances with a low-viscosity, molten, low-iron, basic, acidic or neutral slag in contact, which mainly consist of oxides finite very high heat of formation, such as Lime, aluminum oxide, magnesia, silicon dioxide, titanium dioxide, consists. If those If slag is acidic, it can contain considerable amounts of llangan oxide without any disadvantage contain. In any case, -, ie must be poor in iron oxide.

Das Inberührungbringen der Schlacke mit dein Stahl muß sobald wie möglich nach den vorangehenden Verfahrensschritten erfolgen, und zwar derart, daß diese Schlacke den Stahl rasch bedeckt, was entweder dadurch erreicht werden kann, daß man den Stahl in üblicher Weise in die Schlacke gießt, oder daß man nach dem Passierverfahren das Eingießen mit einer solchen Heftigkeit vornimmt, daß die Schlacke durch Auftreffen auf den Stahl fein zerteilt und durch die kinetische Energie des auftreffenden Strahles in der Metallmasse überall verteilt wird. Man kann auch die synthetische Schlacke in den Ofen einsetzen, in den auch der Stahl aufgegeben wird, oder die Schlacke in einen Ofen einführen, der für die vorangehenden Verfahrensstufen benutzt wurde.Contacting the slag with your steel must be as soon as how possible after the preceding process steps, in such a way that this slag quickly covers the steel, which can either be achieved by that the steel is poured into the slag in the usual way, or that after the Passierverfahren the pouring with such a force that the slag finely divided by hitting the steel and by the kinetic energy of the incident beam is distributed everywhere in the metal mass. You can also do that put synthetic slag in the furnace where the steel is also fed, or introduce the slag into a furnace that is used for the preceding process steps was used.

Unter allen Umständen begleitet die synthetische Schlacke den Stahl bis zum Gießen in die Kokille.In all circumstances, the synthetic slag accompanies the steel until pouring into the mold.

e) Man setzt dem Stahl, nachdem er mit der geschmolzenen, synthetischen Schlacke in Berührung gebracht wurde, eine vorher bestimmte Menge -eines Stoffes zu, welcher auf die Max-Qu:aid-Korngröße eine besonders kräftige Wirkung ausübt, bei,spiels."veiseVa,nadin, Titan und ganz besonders Aluminium. Das geschieht dadurch, daß man diese Stoffe entweder im reinen oder im legierten Zustand verwendet, in welchem sie ein oder mehrere dieser Elemente in bekannter Menge und gegebenenfalls noch andere Elemente, wie beispielsweise Mangan, Silicium, Eisen, in vorher bestimmten Mengen enthalten.e) One sets the steel after it has been melted with the synthetic Slag was brought into contact with a predetermined amount of a substance to which on the Max-Qu: aid grain size is particularly strong Has an effect, for example. "VeiseVa, Nadin, titanium and especially aluminum happens by using these substances either in the pure or in the alloyed state used, in which they contain one or more of these elements in a known amount and possibly other elements, such as manganese, silicon, iron, contained in predetermined amounts.

Der Zusatz der in Frage stehenden. Stoffe soll so kurz wie möglich vor der Verfestigung des Stahls in der Kokille geschehen. Der Zusatz kann in einem Ofen erfolgen, sofern man einen Ofen benutzt, oder in der Pfanne, aber noch besser in den Kokillen selbst. Man gießt den Stahl, welcher sich unter der synthetischen Schlacke befindet, auf die übliche Weise. Es empfiehlt sich, das Gießen für Blöcke bestimmten Gewichtes und bestimmter Größe unter untereinander so ähnlichen Bedingungen vorzunehmen wie nur möglich.The addition of the in question. Fabrics should be as short as possible happen before the solidification of the steel in the mold. The addition can be in one Oven, if you are using an oven, or in the pan, but even better in the molds themselves. The steel that lies beneath the synthetic one is poured Slag is located in the usual way. It is best to cast for blocks certain weight and size under such similar conditions as possible.

Die Menge dieser Stoffe, welche zur Erzielung der gewünschten Korngröße vorher bestimmt wird, kann sehr klein sein, wenn ein verhältnismäßig großes Korn erzielt werden soll, vorausgesetzt, daß genügend ISesoxydationsmittel angewendet wurden, beispielsweise etwa 0,300 % Silicium, in vorher bestimmten Teilmengen.The amount of these substances needed to achieve the desired grain size determined beforehand can be very small, if a relatively large grain is to be achieved provided that sufficient sesoxidizer is used were, for example, about 0.300% silicon, in predetermined proportions.

Versuche haben ergeben, daß man beim Arbeiten nach den oben angegebenen Bedingungen sehr bemerkenswerte Ergebnisse erzielen kann.Experiments have shown that when working according to the above Conditions can produce very remarkable results.

Wenn man unter denselben Bedingungen dieselben oder im wesentlichen dieselben desoxydierenden Zusätze an Silicium und Mangan verwendet, und wenn man denselben Zusatz von Stoffen verwendet, die auf die Mac-Ouaid-Korngröße eine wesentliche Wirkung ausüben, wie beispielsweise Aluminium, so ergibt sich praktisch regelmäßig für einen Stahl gegebener Analysenzusammensetzung stets dieselbe Mac-Ouaid-Korngröße.When one under the same conditions the same or essentially the same deoxidizing additives of silicon and manganese used, and if one the same addition of substances is used, which is an essential part of the Mac-Ouaid grain size Exert an effect, such as aluminum, results practically regularly always the same Mac-Ouaid grain size for a steel of a given analysis composition.

Gemäß der Erfindung kann man also durch die vorherige und genau bestimmte Verwendung der Desoxy dationsmittel Mangan und Silicium und einer synthetischen Schlacke die Wirkung derjenigen Stoffe, die einen ausschlaggebenden Einfluß auf die Mac-O aid-Korngröße ausüben, festlegen, während diese Wirkung bei früheren Verfahren immer unregelmäßig war.Thus, according to the invention, one can precisely determine through the foregoing Use of the deoxy dation agents manganese and silicon and a synthetic one Slag the effect of those substances that have a decisive influence on exerting the Mac-O aid grain size, while setting this effect in previous procedures was always irregular.

Die gegenwärtig am besten zu empfehlende Arbeitsweise besteht darin, daß man den Stahl von der ursprünglichen Schlacke auf bekannte Weise trennt und ihn dann heftig in eine vorher geschmolzene eisenoxydularine, sehr dünnflüssige, synthetische Schlacke, die in einer Gießpfanne untergebracht; ist, hineingießt, wobei die Heftigkeit des Gießens so ist, daß die Schlacke durch das Auftreffen des Stahls zerteilt und in der Metallmasse verteilt wird, wobei der Stahl selbst durch das heftige Gießen in starke Bewegung gerät, wie dies nach dem Perrinverfahren üblich ist.The best way to work at the moment is to that the steel is separated from the original slag in a known manner and then violently into a previously melted iron oxydularine, very thin, synthetic slag housed in a ladle; is pouring into the severity of the pouring is such that the slag is caused by the impact of the Steel is divided and distributed in the metal mass, the steel itself through the violent pouring is set in motion, as is customary after the Perrin method is.

Der Zusatz des Desoxydationsmittels geschieht vor oder nach oder teilweise vor und teilweise nach der Durchwirbelung gemäß den beschriebenen Angaben. Die Zugabe der auf die Korngröße einwirkenden Mittel erfolgt vorteilhaft in der Kokille.The deoxidizer is added before or after or partially before and partly after vortexing according to the information described. The addition the means acting on the grain size are advantageously carried out in the mold.

Da die heftige Durchwirbelung von Stahl und Schlacke die Erzielung des Gleichgewichtszustandes zwischen Schlacke und Stahl begünstigt, ist jede anschließende Wirkung der Schlacke auf den Stahl praktisch unterbunden.Because the violent turbulence of steel and slag the achievement of the state of equilibrium between slag and steel, every subsequent one is favored Effect of the slag on the steel practically prevented.

Der Versuch zeigt, daß man bei einer derartigen Arbeitsweise mit denselben oder im wesentlichen denselben oxydierenden Zusätzen eine außerordentliche Regelmäßigkeit der Mac-Ouaid-Korngröße eines Stahles derselben Analysenzusammensetzung sowohl während desselben Gusses als auch bei verschiedenen Güssen erhält, selbst bei der Mac-Ouaid-Korngröße 3 bis 5 bei Kohlenstoffstählen, also bei einer Korngröße, deren besonders schwierige Erzielung allgemein bekannt ist. Dieses Ergebnis ist zu erzielen, ohne daß man in irgendeinem Augenblick des Verfahrens eine Schmelzprobe entnehmen müßte, es sei denn für die Überwachung der Temperatur und der üblichen chemischen Eigenschaften.The experiment shows that you can work with the same in such a way or essentially the same oxidizing additives have an extraordinary regularity the Mac-Ouaid grain size of a steel of the same analysis composition both during of the same cast as well as different casts, even with the Mac-Ouaid grain size 3 to 5 for carbon steels, i.e. with a grain size that is particularly difficult Achievement is well known. This result can be achieved without going into At some point in the process a sample of the melt would have to be taken, it was because for monitoring the temperature and the usual chemical properties.

Was die Zusätze anbetrifft, die einen sehr starken Einfluß auf di,e Mac-Ouaid-Korngröße ausüben, wie beispielsweise Aluminium, so wird die zuzusetzende Aluminiummenge, wenn man ausgehend von einem Guß bestimmter Analysenzusammensetzung eine Mac-Quaid-Korngröße von 3 bis 5 mit einem Zusatz von 0,25 % Si und 0,30 % Mn erzielen will, nach dein folgenden Verfahren bestimmt.As for the additives that have a very strong influence on di, e Exercise Mac-Ouaid grain size, such as aluminum, will be the one to be added Amount of aluminum, based on a cast of a certain analytical composition a Mac-Quaid grain size of 3 to 5 with an addition of 0.25% Si and 0.30% Mn want to achieve, determined by your following procedure.

Man setzt dem nackten Bad einige Minuten vor der Durchwirbelung Silicium und Mangan ungefähr in der Menge zu, wie sie von der Kundschaft in dem betreffenden Stahl gefordert wird, wobei man von diesen Stoffen von vornherein etwas mehr zusetzt; man wird beispielsweise 0,300"/o Silicium und o,6oo °% Mangan zusetzen. Man nimmt dann mit der synthetischen Schlacke eine heftige Durchwirbelung vor und gießt unter schrittweisem Zusatz folgender Aluminiummengen I . . . . . . . . . 0,002%, =. . . . . . . . . 010050101 3. . . . . . . . . 0,008%, n.@ . . . . . . . . 0,05 o o%.A few minutes before the whirling around, silicon and manganese are added to the bare bath in approximately the amount required by customers in the steel in question, a little more of these substances being added from the start; For example, 0.300% silicon and 0.600% manganese are added. The synthetic slag is then swirled vigorously and, with the gradual addition of the following amounts of aluminum, 0.002%, =. ........ 010050101 3......... 0.008%, n. @........ 0.05 oo%.

Man stellt die Korngröße fest und wird finden, daß beispielsweise durch o,too/o Aluminium die Korngrößen 3 bis 5 erhalten wurde. Man erhält demnach erfindungsgemäß für den ganzen Fabrikationsgang des auf Bestellung oder auf Vorrat gefertigten Stahls die gewünschte Mac-Ouaid-Korngröße. Diese Korngröße wird man stets mit großer Regelmäßigkeit erzielen. .You determine the grain size and you will find that, for example through o, too / o aluminum the grain sizes 3 to 5 was obtained. Accordingly, according to the invention, the is obtained to order for the entire manufacturing process or steel made in stock, the desired Mac-Ouaid grain size. This grain size will always be achieved with great regularity. .

Man kann demzufolge für jede Stahlsorte eine Standardarbeitsweise festlegen, durch welche man regelmäßig die gewünschte Mac-Ouaid-KorngröBe sowie auch die mechanischen Eigenschaften des Stahls im voraus bestimmen kann.A standard working method can therefore be used for each type of steel determine by which one regularly the desired Mac-Ouaid grain size as well as can also determine the mechanical properties of the steel in advance.

Es seien einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführt. Das Arbeiten in dem Ofen besteht aus dem Abtrennen der basischen Schlacke vor dem Zusatz des Desoxydationsmittels, aus dem Zusetzen dieser Desoxydationsstoffe, aus dem heftigen Gießen; des Stahls (i5 Tonnen) auf etwa 2 Tonnen, geschmolzene, leichtflüssige Schlacke, welche aus 55 % Kieselsäure, etwa 0,7 % Fe0 sowie aus einem Rest von Tonerde, Magnesia, Kalk und Titansäure zusammengesetzt,ist. Dabei gießt man stets unter denselben Bedingungen den mit dem Ofen hergestellten Stahl in Kokillen mit verlorenen Köpfen von. 500 kg. Da die Zahl der Kombinationsmöglichkeiten der Stahlarten unendlich groß ist, seien lediglich vier Beispiele angeführt i. Kohlenstoffstahl C = 0,35 0/0 ohne Legierungselemente, Desoxydierende Zusätze: Mangan = i Silicium = o,2500/0. Erhaltenes Korn: - mit 03002 0/0 Aluminium 3 bis 5, - 0,015% - 5 - 6. 2. Weicher Chrom-Nickel-Stahl C = O, I o %, Ni = 2.75 Chrom = o,8 0%, Mangan = 0,500 Silicium = 0,300 0/0. Erhaltenes Korn: mit 0,0040j0 Aluminium 3 bis 5, - 0,0'25 0% - 5 - 6. 3. Chrom-Molybdän-Stahl C = 0,25 Chrom = i 0/0, Molybdän = 0,3 0/0, Mangan . = i,2oo 0/0, Silicium @ = O,175 0/,. Erhaltenes Korn: mit o,oo6 0j0 Aluminium 3 bis 5, - 0,050010 - 6 - 7- 4. Weicher Nickelstahl C = 0,o8 0/0, Nickel = 2 %. Desoxydierende Zuschläge: Mangan = o,65 %, Silicium = 0,25 o/o. Erhaltenes Korn: mit 0,002 0% Aluminium 3 bis 5, - 0905001o - 7 - B. Die Elemente und die Kombination dieser Elemente, die einen: wesentlichen Einfluß auf die hinzuzufügende Aluminiummenge haben, die erforderlich ist, um die bestimmte Korngröße zu erzielen, ein Einfluß, der mitunter verschieden ist, da es sich um mittlere und feine Korngrößen handelt, können nur als Beispiele angegeben werden. Die genaue Einregelung muß von Fall zu Fall entschieden werden, was jedoch durch einige Versuche sehr leicht feststellbar ist, wenn das allgemeine Verfahren bekannt ist.Some exemplary embodiments of the method according to the invention are given. Working in the furnace consists of separating the basic slag before adding the deoxidizing agent, adding these deoxidizing substances, and vigorous pouring; of steel (15 tons) to about 2 tons of molten, light-flowing slag, which is composed of 55% silica, about 0.7% FeO and a remainder of alumina, magnesia, lime and titanic acid. The steel produced with the furnace is always poured under the same conditions in molds with lost heads. 500 kg. Since the number of possible combinations of steel types is infinite, only four examples are given i. Carbon steel C = 0.35 0/0 without alloy elements, Deoxidizing additives: Manganese = i Silicon = 0.2500 / 0. Grain received: - with 03002 0/0 aluminum 3 to 5, - 0.015% - 5 - 6. 2. Soft chrome-nickel steel C = O, I o%, Ni = 2.75 Chromium = 0.8 0%, Manganese = 0.500 Silicon = 0.300 0/0. Grain received: with 0.0040j0 aluminum 3 to 5, - 0.0'25 0% - 5 - 6. 3. Chromium-molybdenum steel C = 0.25 Chrome = i 0/0, Molybdenum = 0.3 0/0, Manganese. = i, 2oo 0/0, Silicon @ = 0.175 0.1. Grain received: with o, oo6 0j0 aluminum 3 to 5, - 0.050010 - 6 - 7 - 4. Soft nickel steel C = 0, o8 0/0, Nickel = 2 %. Deoxidizing additives: Manganese = o, 65%, Silicon = 0.25 o / o. Grain received: with 0.002 0% aluminum 3 to 5, - 0905001o - 7 - B. The elements and the combination of these elements, which have a significant influence on the amount of aluminum to be added, which is necessary to achieve the specific grain size, an influence that is sometimes different, since it is medium and fine grain sizes, can only are given as examples. The exact adjustment must be decided on a case-by-case basis, but this can easily be determined by a few tests if the general procedure is known.

Als Beispiel seien bei derselben Analysenzusammensetzung eines Stahls die Änderungen bezüglich der mechanischen Eigenschaften angeführt.As an example, consider the same analysis composition of a steel the changes related to the mechanical properties are listed.

Man erzielt im selben Ofen bei einem weichen Nickelstahl mit 0,o8 0/0 Kohlenstoff und 2 % Nickelgehalt unter denselben Arbeits-und Gußbedingungen, wie sie oben angegeben wurden, und unter Zusatz von Mangan = etwa o,65 0% und Silicium =etwa o,25 als Desoxydationsmittel so-,vie unter Zusatz von o,oo5 0/0 Aluminium eine Bruchfestigkeit von etwa 65 kg, eine Dehnung von etwa 12 und eine Mesnager-Kerbzähigkeit von etwa 25. Bei Zusatz von 0,050 0/0 Aluminium fällt die Bruchfestigkeit auf etwa 55, während die Dehnung und die Mesnager-Kerbzähigkeit auf etwa 17 bzw. 37 steigen.In the same furnace, a soft nickel steel with 0.08% carbon and 2% nickel content is obtained under the same working and casting conditions as specified above, and with the addition of manganese = about 0.65% and silicon = about 0.25 as a deoxidizing agent as well as with the addition of 0.05% aluminum a breaking strength of about 65 kg, an elongation of about 12 and a Mesnager notch toughness of about 25. With the addition of 0.050 % aluminum, the Ultimate strength to about 55 while elongation and Mesnager notch toughness increase to about 17 and 37, respectively.

Mit -mittelbaren Zusätzen werden auch mittlere Ziffern erzielt. Durch die genaue Festleg ung der Arbeitsweise kann man ungefähr die Härte und die Dehnbarkeit, die man erhalten will, bestimmen und diese Eigenschaften sehr regelmäßig erzielen, indem man die Bedingungen je nach der Bestimmung des Stahles festlegt.Medium digits are also achieved with indirect additions. By the exact definition of the working method can be roughly determined by the hardness and elasticity, that you want to preserve and achieve these properties very regularly, by determining the conditions according to the purpose of the steel.

Mit Chromnickeleinsatzstählen derselben Analysenzusammensetzung kann man im voraus die Bedingungen bestimmen, die nötig sind, um je nach Wunsch und Verwendungszweck Festigkeiten nach der Ölhärtung bei 85o° zwischen i05 und i25 kg zu erhalten.With chrome-nickel case-hardening steels of the same analysis composition one determine in advance the conditions that are necessary to suit according to the desire and intended use Strengths can be obtained after hardening the oil at 85o ° between 105 and 25 kg.

Claims

PATENT CLAIM: Process for melting steels that are produced after Solidification have a certain desired grain size, characterized in that that after the completion of the steel bath the slag deducted and by an oxydular iron; thin slag to protect the steel bath up to the pouring into the "mold is replaced, that further immediately before or after or partly before and partly after the addition of the new slag more than 0.05% of one Deoxidizer, namely silicon and / or manganese, introduced into the melt and finally the metal, which has a major impact on the grain size, e.g. B. Aluminum, is added, in small amounts to achieve proportionate large grain sizes and in larger quantities to achieve relatively small grains huge.