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Verfahren zum Herstellen von Thomasstahl mit verringerter Alterungsempfindlichkeit
Weiche Siemens-Martin,--Stähle, denen man: nach Einfügung der üblichen Genalte an
Silizium bzw. Mangan mehr als etwa i kg Aluminium je Tonne Stahl zusetzt, werden
durch diese Behandlung bekanntlich gegen, Alterungserscheinungen nach Kaltverformung
unempfindlich. Derart hergestellte Stähle neigen: aber zu Tonerdeeinschlüssen, und
schlechter Oberflächenbeschaffenheit. In gleicher Weise in laufender Fertigung alterungs:unempfindliche
Thomasstähle herzustellen, ist bisher nicht gelungen.
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mach der Erfindung werden. mit Sicherheit Thomasstähle mit verringerter
Alterungsempfind lichkeit hergestellt, indem die Stähle auf einen Stickstoffgehalt
von weniger als o,oo8% und einen Phosphorgehalt von weniger als 0,040'/o# gebracht
werden und daran ansichließend den gleichen Aluminiumzusatz erhalten.
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Verfahren zur Erzielung der angegebeinen Ge-
halte an Stickstoff
und Phosphor sind an sich bekannt. Will man einen besonders hohen Reinheitsgrad
und eine hohe Wirksamkeit des zugesetzten Aluminiums erreichen, so kann man: zunächst
dem fertiggeblasenen Stahl nach sorgfältiger Abschlackung etwa i kg Al je Tonne
Aluminiumschrott zugeben, die Birne noch einmal für io bis
15 Sekunden
hochstellen und dann zum Ausgleich des Alüminiumabbrandes in die Pfanne die zur
Erzielung des. gewünschten: Grades von Alterungstinempfindlichkeit notwendige Aluminiummenge
zugeben. Das Durchblasen des mit Aluminium versetzten Stahls bewirkt eine weitgehende
Bindung vorhandenen Stickstoffs und Sauerstoffs und ihre Entfernung aus. dem Stahlbad
in. die Schlack-c. Ferner tritt eine Temperatursteigerung um etwa 2a° ein, die der
Dünnflüssigkeit zugute kommt.
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Zur Erzielung der besten: Alterungsunempfind. lichkeit sind Stickstoff-
und Phosphorgehalt des Stahls vor dem Endzusatz von Aluminium in gleicher Weise
von Bedeutung. Hält man also den Phosphorgehalt unter o,0300/0, so kann .der N2-iGehalt
ohne Beeinträchtigung der gewünschten Eigenschaft auch etwas höher als o,oo8% sein.
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Eine weitere Verbesserung .der Alterungsunempfindlichkeit der nach
der Erfindumg hergestellten Stähle wird: err-icht, wenn der Kohlenstoffgehalt, der
üblicherweise bei Thomasstählen unter 0,07% liegt, durch Zusatz von stickstoffarmen
Kohlungsm.itteln auf einen Gehalt von mehr als: 0,070/0 C im Fertigstahl gebracht
wird. Geeignet sind dazu z. B. Stahleisen., Spiegeleisen, Elektrodenbruch bzw. -grieß
und Pechkoks, die .einen Stickstoffgehalt von weniger als 0,2'910 aufweisen.
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Ebenso: kann die Alterungsbesrtändigke t! in an. sich bekannter Weise
durch Warmbehandlung. z. B. Normalisieren, verbessert werden.
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Beispiele i. Ein gut verb:lasbaresi Thomasroheisen wurde auf dem dritten
Boden, einos Konverters unter Anwendung niedriger Temperaturführung, die! durch
Zugabe von Kühlmitteln (Erz) kurz vor dem obergang erreicht wurde, verblasen. Die
Schmelze wies nach Beendigung desj Blasens 0,007% Stickstoff und 0,0370/0 Phosphor
auf. Nach sorgfältigem Abschlacken und Zugabe von einigen Schaufeln feinstückigen
Kalks wurden .dann der im Konverter befindlichen Schmelze 1,2 kg Al je Tonne Stahl
zugesetzt.
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Nach einer Abstehzeit von einigen Minuten wurde die Schlacke unter
Zugabe von Ferromangan, Spiegeleisen; und Ferrosilizium in die Pfanne gekippt und
dann in üblicher Weise vergossen:. Die Fertigschmelze wies folgende Analyse auf:
0,010% C. 0,08% Si, 0,30% Mn., 0.03g0/0 P, 0.07% N2, o,o@3o% S, o,o4o%:Al.
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Nach dem Auswalzen auf 2o: mm Durchmesser wurde eine Kerbschlagzähigkeit
im Walzzustand von 2o mkg/cm2 festgestellt. Nach io%iger Verformung und anschließender
halbstündiger Erwärmung auif 25o° wurde eine Kerbschlagzähigkelit von 18,5 mkg/em2
gefunden. Bei -4o° im Anlieferungszustand 18 mkg/cm2. geaIbert 8 mkg/cm2.
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2. Eine: andere Schmelze wurde in ähnlicher Reise wie die Schmelze
i auf niedrige P- und N2-Gehalte verblasen. Das Blasen wurde beim Erreichen eines
Stickstoffgehaltes von, o,oo8% und eines. Phosphorg--halteisi von. 0,0330/a beendet.
Anschließend wurde die Schmelze sorgfältig abgeschlackt, und es wurden einige Schaufeln
feinstücki.gen Kalks auf die Ba.doberfläche aufgegeben.
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Nunmehr wurden der Schlacke i kg A1 je Tonne Stahl Aluminiumschrott
zugesetzt und der Konverter kurz hochgestellt. Nach einer Blasdauer von, wenigen,
Seekunden. wurde die Schmelze im Konverter mit Ferromangan und! Spiegeleisen vordesoxyd@iert
und' in der Pfannei unter Zugabe von weiterem Fe:ro:manigani, Ferrosil:izium und
o,6 kg Al
je.' Tonne Stahl fertiggemacht.
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Nach üblichem Vergießen und Auiswalzen auf 2o mm Durchmesser wurde
bei Raumtemperatur eine Kerbschlagzähigkeit von 21 mjtg/cm2 im Walzzustand und von
19 kg/cm2 im gealterten Zustand (Bedingungen wie unter i) festgestellt.
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Bei -4o° betrug die Kerbschlagzähigkeit im Anlieferungszustand noch
20 mkg/em2 und im gealterten. Zustand i 5 mkg/cm2.
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Demgegenüber ergab die Untersuchung eines normalen Tho:masstahls mit
o, io % C, 0,4o % Mn, 0,085% P, o,02d.% S und o,oi50/a N nach dem Auswalzen: auf
2o mm Durchmesser eine Kerb:-schlagZähigke t bei 2a° von: 13,5 mkg/cm2. Nach
io'%iger Kaltverformung und! Alterung war der Kerbschlagwert auf o,9 mkg/cm2 gesunken.
Bei -4o° Prüftemperatur :ergab, der gleiches Thomasstahl im Walzzustand eine Kerbschlagzähigkeit
von 0,9 mkg/cm2 und. im gealterten Zustand eine solche von o,8 mkg/cm2.
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Bei einem Vergleich der Kerbschlagwerte dieses normalen; Thomasstahl,s.
mit denen. der Beispiele i und 2 ergibt, sich der durch die Erfindung erzielte außerordentliche
technische: Fortschritt.