-
Verfahren zum Herstellen von windgefrischtem Qualitätsstahl aus der
Thomasbirne Bekanntlich wird der aus der Thomasbirne hergestellte Stahl nach Beseitigung
der Eisenbegleiter auf der Restschmelze mit niedrigstem C-, P-, S- und N2 Gehalt
aufgebaut. Ferner ist bekannt, daß diese Elemente die Güteeigenschaften des Thomasstahles
beeinflussen. Es sind schon Wege gewiesen worden, insbesondere den Stickstoff- und
Phosphorgehalt durch Anwendung einer niedrigen Badtemperatur und von mit Sauerstoff
angereichertem Gebläsewind zu verringern. Die niedrige Badtemperatur verringerte
zwar den P- und N2 Gehalt der Schmelze, hatte aber andere unerwünschte Folgen, z.
B. die Schwierigkeit, die nichtmetallischen Verunreinigungen weitgehend abzuscheiden
oder den Stahl einwandfrei im Gespann zu vergießen. Es ergab sich weiter, daß die
Anreicherung des Sauerstoffgehaltes im Gebläsewind allein den Stickstoffgehalt des
Stahles nicht ohne weiteres in der gewünschten Weise senkte. Auch sind andere Verfahren
mit gleichem und ähnlichem Ziel vorgeschlagen worden, denen aber bedeutende wirtschaftliche
Nachteile anhafteten: Entweder ist ein Umbau der Konverter notwendig, es entsteht
eine geringere Haltbarkeit des feuerfesten Mauerwerks und der Düsen, und die Blasezeit
ist länger; oder es bedarf einer nachträglichen
Aufheizung der Schmelze,
die ebenfalls mit Zeitverlusten und höherem Materialaufwand verbunden ist.
-
Es ist aber kein Weg gewiesen worden, im laufenden Betriebe, also
bei jedem Zustand des Konverters und Bodens und ohne Änderung der vorhandenen Stahlwerkseinrichtungen,
insbesondere der Konverterform, einen mit normaler Temperatur erblasenen Oualitätsstahl
herzustellen, der als weicher, unberuhigter Stahl gute Kaltverformbarkeit und als
härterer, beruhigter Stahl geringste Alterungsneigung und genügende Reinheit von
nichtmetallischen Verunreinigungen aufweist.
-
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der P-Gehalt des Roheisens
nicht über 1,7o % und der Ca O-Überschuß = % Ca O (gesamt) - 0/0 Ca0(Zcao . si02)
-0/0 Ca0(3Ca0 . p. o.,-,) der Schlacke mindestens bei 15"/o liegt, der Sauerstoffgehalt
des Gebläsewindes über den normalen Windsauerstoff -gehalt hinaus erhöht und eine
normale Badtemperatur aufrechterhalten wird.
-
Es ist an sich bekannt, daß durch die Verbrennung des Phosphors gegen
Ende der Blasezeit die Temperatur der Schmelze erhöht und dadurch die Aufstickung
des Bades begünstigt wird. Die Erfindung begegnet dieser Temperaturerhöhung dadurch,
daß sie die Höhe des P-Gehaltes im Roheisen beschränkt. Wenn bisher die Stickstoffaufnahme
durch Einhaltung einer niedrigen Badtemperatur bzw. durch intensive Kühlung während
bestimmter Blaseminuten verringert wurde, so wird erfindungsgemäß derselbe Zweck
nicht durch die Kühlung an sich, sondern durch eine Abstimmung der Kühlwirkung mit
der durch den Phosphor eingebrachten Wärme erzielt. So ist es möglich, daß z. B.
die Wärmeausgabe für Kalk und Schrott bei verschiedenem Roheisen-Phosphorgehalt
und sonst physikalisch und chemisch ähnlichem Roheisen zwar stets 25 0/a der insgesamt
eingebrachten Verbrennungswärme beträgt, daß aber trotzdem bei ebenfalls ähnlichen
Verhältnissen im Konverter die Kühlwirkung von Kalk und Schrott z. B. 6o, 70 oder
So 0/a und mehr der anteiligen Phösphorverbrennungswärme ausmacht. Je höher nun
die Kühlwirkung im Verhältnis zu der durch die Phosphorverbrennung eingebrachten
Wärmemenge ist, desto geringer ist der im Stahl verbleibende Stickstoffgehalt. So
gelingt es, einen Stahl mit niedrigem Stickstoffgehalt von o,oo6 bis o,oo9% zu erblasen.
-
Ferner ist eine Steigerung sowohl der Erzeugung als auch der Wirtschaftlichkeit
gegeben, weil es möglich ist, die bekannten metallurgischen Vorteile des Arbeitens
mit möglichst hohen Temperaturen auch für das Thomas-Windfrischverfahren nutzbar
zu machen. Es werden ein stickstoffarmer Stahl wie z. B. beim Siemens-Martin-Verfahren
und eine genügend hohe Endtemperatur erhalten, die eine günstige Abscheidung der
Stahlverunreinigung wie z. B. beim Elektrostahl ermöglicht. Gleichzeitig bleiben
aber auch die Voraussetzungen für eine weitgehende Entphosphorung und für günstigste
Entschwefelung aufrechterhalten. Bei gleicher Entphosphorung kann bekanntlich der
Stahl dann heißer gehalten werden, wenn ein höherer Eisengehalt der Schlacke zugelassen
wird. Umgekehrt hat sich bei Anwendung der Sauerstoffanreicherung im Wind herausgestellt,
daß die Eisenverschlackung durch einen erhöhten Ca O-Überschuß vermindert werden
kann, ohne daß dadurch die günstige Wirkung auf die Entphosphorung in demselben
Maße verlorengeht. Die höhere Temperatur der Schmelze läßt andererseits die nötigen,
höheren Kalksätze zu. Auch der verringerte bzw. beschränkte Phosphoreinsatz wirkt
sehr wesentlich in Richtung auf eine erleichterte Entphosphorung des Stahles. Endlich
wird auch das Verhältnis Mangan zu Phosphor im Endstahl günstiger, d. h., bei niedrigerem
P-Gehalt des verwendeten Roheisens entsteht bei gleich hohem End-Mangangehalt eine
niedrigere Endeinstellung des Phosphors. Daß die höhere Temperatur der Schmelze
in Verbindung mit höherem Kalkgehalt der Schlacke auch die Entschwefelung wesentlich
verbessert, ist an sich bekannt.
-
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird die Sauerstoffzugabe zum
Gebläsewind entweder gleichmäßig über die ganze Blasezeit verteilt oder während
bestimmter Blaseminuten verstärkt.
-
Die Sauerstoffanreicherung des Gebläsewindes wird erfindungsgemäß
in einem Ausmaß vorgenommen, daß noch eine ausreichende Kühlung des Bades .durch
feste Kühlmittel, wie z. B. Kalk und Schrott, gewährleistet ist.